風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制策略

陳光普

國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司調(diào)度控制中心

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制策略

陳光普

國(guó)網(wǎng)黑龍江省電力有限公司調(diào)度控制中心

作為我國(guó)大力支持的能源種類(lèi)，風(fēng)能具有其明顯的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。為此，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電站以及相關(guān)并網(wǎng)建設(shè)方面的規(guī)模不斷擴(kuò)大，甚至已經(jīng)在我國(guó)電力發(fā)展方面占據(jù)了重要位置。風(fēng)能受到自身特點(diǎn)的影響，發(fā)電站建設(shè)往往選擇的是人煙稀少地區(qū)，為此，也就要不可避免的承受更加巨大的沖擊影響。針對(duì)這種情況也就需要改善其污染環(huán)境。本文從風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)角度出發(fā)，進(jìn)一步分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)問(wèn)題，同時(shí)，針對(duì)電能質(zhì)量等策略加以研究，由此，希望能夠改善我國(guó)電能質(zhì)量問(wèn)題。

風(fēng)力發(fā)電；并網(wǎng)技術(shù)；電能質(zhì)量；控制

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)具體涵蓋了兩個(gè)層面的技術(shù)問(wèn)題。第一是同步風(fēng)力發(fā)電相關(guān)技術(shù)，第二是異步風(fēng)力發(fā)電及相關(guān)并網(wǎng)技術(shù)條件。但是，由于第一項(xiàng)技術(shù)研究仍然處在一種理論研究階段，后者的研究則相對(duì)應(yīng)用性較廣，為此，本研究中也有所側(cè)重，針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中可能存在的問(wèn)題加以闡述。

一、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

1.同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

同步電機(jī)發(fā)電機(jī)組主要指的是將同步電機(jī)以及風(fēng)力電機(jī)兩者進(jìn)行融合，在電機(jī)實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，一方面能夠提升輸出效率，另一方面也能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)功功效方面的供給。除此之外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)電波具有穩(wěn)定效果，電機(jī)電能質(zhì)量也需要穩(wěn)步提升，因此，可以在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中確定同步發(fā)電機(jī)。采取何種方式和手段完成對(duì)風(fēng)電機(jī)與同步電機(jī)之間的融合是關(guān)鍵，通常情況下風(fēng)速波動(dòng)相對(duì)更加明顯，這樣才能夠提升轉(zhuǎn)子矩的出現(xiàn)比率。

完成并網(wǎng)后相關(guān)技術(shù)人員尚未能夠充分理解實(shí)際問(wèn)題表現(xiàn)，主要是指在重載運(yùn)行方面并未能夠形成有效認(rèn)知。系統(tǒng)因此往往會(huì)產(chǎn)生無(wú)功震蕩或者可能會(huì)出現(xiàn)失步情況。受到此類(lèi)因素影響的情況較多，同步發(fā)電機(jī)也并未能夠被廣泛應(yīng)用。受到變頻設(shè)備的應(yīng)用影響，諸如此類(lèi)等問(wèn)題基本得到有效解決。所以越來(lái)越多的專家學(xué)者對(duì)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)又開(kāi)始重視。

2.異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)調(diào)速精度沒(méi)有過(guò)高要求，既不需要同步設(shè)備，也不需要整步操作，轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速基本上保持一致或者是不要相差過(guò)大即可。風(fēng)力發(fā)電機(jī)與異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)有機(jī)融合之后，整體的控制裝置并不復(fù)雜，并網(wǎng)之后基本上不會(huì)再出現(xiàn)無(wú)功振蕩或者是失步問(wèn)題，整體運(yùn)行非常安全可靠。不過(guò)，異步發(fā)電機(jī)機(jī)組并網(wǎng)并不容易，需要解決很多問(wèn)題。比如如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)與異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)，很有可能發(fā)生大沖擊電流，此時(shí)電壓會(huì)降低，這就導(dǎo)致電力系統(tǒng)容易出現(xiàn)運(yùn)行隱患。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)自身還存在無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題，而如果又發(fā)生磁路飽和現(xiàn)象，則無(wú)功激磁電流會(huì)進(jìn)一步的增加，功率因素會(huì)因此明顯降低。因此要想保證異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)之后，安全可靠運(yùn)行，有關(guān)部門(mén)務(wù)必要注重監(jiān)督，采取預(yù)防策略。

二、風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量控制分析

1.諧波控制

諧波的控制可以通過(guò)靜止無(wú)功補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)。靜止無(wú)功補(bǔ)償器的主要構(gòu)成部分包括電抗器、諧波過(guò)濾器等，該設(shè)備應(yīng)用具備明顯的優(yōu)勢(shì)特征，即反應(yīng)能力超強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)功功率。靜止無(wú)功補(bǔ)償器在應(yīng)用的過(guò)程中還可以對(duì)電壓變化進(jìn)行調(diào)整，這種調(diào)整是根據(jù)監(jiān)測(cè)情況展開(kāi)的實(shí)時(shí)的調(diào)整，以達(dá)到消除諧波的作用，提高風(fēng)電發(fā)電的電能質(zhì)量。

2.電壓波動(dòng)與閃變控制

在風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量控制中，要注意電壓閃變，這是影響其質(zhì)量的重要因素之一。發(fā)生電壓閃變時(shí)通過(guò)觀察可知負(fù)荷電流出現(xiàn)波動(dòng)，技術(shù)人員基于電流的急劇波動(dòng)進(jìn)行無(wú)功電流補(bǔ)償處理，通過(guò)運(yùn)用有源電力濾波器實(shí)現(xiàn)電流急劇波動(dòng)的有效處理。有源電力濾波器其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于響應(yīng)能力較快，在適應(yīng)與運(yùn)行過(guò)程中穩(wěn)定性較強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)有效控制處理，達(dá)到積極的電壓濾波處理作用。

當(dāng)有功功率一旦出現(xiàn)急速波動(dòng)的現(xiàn)象就會(huì)造成電壓出現(xiàn)閃變，這就說(shuō)明要對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，同時(shí)對(duì)有功功率也進(jìn)行一定程度的補(bǔ)償。應(yīng)用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的應(yīng)用，通過(guò)其儲(chǔ)能單元作用，可以在非常短的時(shí)間內(nèi)就可以向系統(tǒng)傳輸電壓，以此解決電壓波動(dòng)問(wèn)題。目前，動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)如今風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量控制的最主要手段。但是無(wú)論哪一種工況下，都需要展開(kāi)無(wú)功綜合控制試驗(yàn)以及快速相應(yīng)試驗(yàn)，以此確定無(wú)功補(bǔ)償控制策略是否滿足條件，同時(shí)檢測(cè)SVG裝置是否處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.對(duì)電能質(zhì)量設(shè)置控制器

風(fēng)能屬于可再生資源，因此，也是我國(guó)國(guó)家重點(diǎn)扶持的項(xiàng)目。風(fēng)力發(fā)電廠在建設(shè)方面規(guī)模進(jìn)一步增加，電力事業(yè)所占據(jù)比重也進(jìn)一步提升，風(fēng)能具有特殊性，在質(zhì)量控制方面需要堅(jiān)持一切從實(shí)際出發(fā)的原則進(jìn)行。作為對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行管理與控制的過(guò)程中需要設(shè)置控制器，也需要對(duì)電壓實(shí)施補(bǔ)償，并需要對(duì)電流采取一定的補(bǔ)償。因此，需要確定綜合類(lèi)型的補(bǔ)償機(jī)制與設(shè)備，統(tǒng)一電能質(zhì)量方面的設(shè)備則是屬于較為典型性的補(bǔ)償裝置。這項(xiàng)裝置能夠?qū)Υ?lián)以及并聯(lián)效果進(jìn)行必要的融合，一次可以改善對(duì)用戶方面的對(duì)補(bǔ)償問(wèn)題。又因?yàn)榻y(tǒng)一電能方面的控制器需要具有更加強(qiáng)大的能力，因此，需要通過(guò)諧波補(bǔ)償?shù)确绞剑瓿蓪?duì)電能質(zhì)量等方面的改善。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面雖然已經(jīng)取得了一定的成果，但是尚未能夠形成有效的解決辦法。因此，風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)尚未能夠形成比較普遍性的規(guī)模。風(fēng)力發(fā)電環(huán)節(jié)之中，也會(huì)受到不同因素的影響，造成電能質(zhì)量也并不穩(wěn)定。相關(guān)工作人員還需要解決設(shè)備與裝置方面的問(wèn)題。

[1]田世明,欒文鵬,張東霞,梁才浩,孫耀杰.能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形態(tài)與關(guān)鍵技術(shù)[A].《風(fēng)能產(chǎn)業(yè)》（2016年第2期）[C].2016:14.

[2]齊潔,常耀華.對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與其電能質(zhì)量控制策略淺論[J].企業(yè)研究,2014,02:153.

[3]魏曉云,魏曉光,徐鳳閣.基于VSC-HVDC的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)交直流混合并網(wǎng)技術(shù)[J].中國(guó)電力,2006,09:45-49.

[4]張坤,陸繼明,毛承雄,王丹.基于儲(chǔ)能的直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)低電壓穿越控制策略[A].中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)海洋能專業(yè)委員會(huì).中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)海洋能專業(yè)委員會(huì)第三屆學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C].中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)海洋能專業(yè)委員會(huì),2010:8.