風力發電并網技術及電能質量控制措施

成飛　王斐　暢蓬博

摘 要：最近幾年來，我國經濟呈現高速發展的趨勢，人們對日常生活的要求越來越高。電能已經成為人們必不可少的能源，我國對新能源的關注度越來越高，尤其是“可持續發展戰略”提出以來，人們對如何提高風能、水能等新能源的利用率展開了研究。本文以風力發電做為切入點，就風力發電的并網技術展開討論，并且提出了電能質量的控制措施。

關鍵詞：風力發電;并網技術;電能質量;控制措施

引言

隨著社會經濟的不斷發展，電力的應用也越來越廣泛，人們在日常生活中越來越離不開電力。我國的發電方法非常多，主要包括火力發電，水力發電以及風力發電。因為風的可利用性非常強，而且我國風力資源非常豐富，因此我國主要應用的發電技術還是風力發電。為了更充分的利用風力能源，我國在風力發電技術方面發展的非常迅速。風力發電技術的進步推動了風力發電的廣泛應用，也促進了我國風力發電廠的建設。但是風力發電的供電網絡中心跟其他發電方式相比穩定性較弱，抵抗外界干擾的能力也比較差，不能受到過于大的沖擊力。這就使得風力發電系統在發電過程中經常出現各種各樣的問題，因此如何解決風力發電容易出現故障的技術性問題和提高風力發電電能質量問題便顯得越來越重要。本文便是從解決風力發電穩定性較弱，抵抗能力較差的問題出發，不斷的提高風力發電的質量，為風力發電在我國的更廣泛的應用做保障。

1 風力發電并網技術

1.1 異步風力發電機組并網技術

這一并網技術相對于同步風力發電機組來說，主要是借助轉差率實現對于發電機的運行負荷的調整目標，對于具體的調速精度要求并不高，能夠減少相關同步設備安裝的繁瑣，也可以省去整步操作環節，實現轉速的適當調整，保證發電機能夠接近同步轉速即可。這一并網技術的缺點在于在具體的并網操作中可能會產生沖擊電流，且電流過大的情況下，會導致電網電壓水平降低，對于電網的安全運行也是不利的。在異步風力發電機組并網技術應用中，需要進行無功補償，避免抽選磁路飽和和電流增大問題。

1.2 同步風力發電機組并網技術

這一發電機組主要是將風力發電機和同步發電機相結合，在進行同步發電機的運行中，能夠輸出有效有功功率，且能夠為發電機組提供必要的無功功率，促進周波穩定性提升，對于提高電能穩定性具有一定的效用。在目前風力發電中，這種發電機組并網技術應用相對較多。一般情況下，風速波動明顯，會造成轉子轉矩出現較大的波動，影響發電機組并網調速的準確性，將兩種發電機結合起來，需要對于這些隱患進行分析，采用在電網和發電機組之間安裝變頻器的方法，避免電力系統無功振蕩和步失，提升并網質量。

2 解決風力發電并網技術問題和提高電能質量控制的措施

2.1 做好諧波抑制措施

在進行風力發電并網技術的應用時，想要提高電能質量控制效果，可以使用靜止無功補償器抑制諧波。靜止無功補償器可以對諧波危害問題進行有效的抑制，這種補償器主要是由電抗器，諧波過濾裝置和多臺可投切電容器等共同構成。靜止無功補償器的最大特征就是具有非常強的反應能力，可以對無功功率進行實時監測，還能夠實時的調整由于風速不穩定導致的電壓變化，從而實現將諧波完全的濾除，從而不斷的提高風力發電技術的應用，提升整體電網的電能供應質量。

2.2 完善風電信息分析工作，強化并網管理

第二項工作是加強信息的管理以及提高并網技術體系。為了提高風力并網工作的完成效率，相關的技術人員應該在風力發電的過程中，建立信息完善平臺，對風力發電的數據以及信息進行收集、整理。信息的收集以及整理是一項十分漫長的過程，包括多個行業、多個領域，其中風電規劃前期、后期以及運行中期的數據都應該進行記錄，數據的完整性對并網的后期管理具有十分重要的作用。并網管理是多方面的，為了提高并網管理的質量，相關的單位應該建立專門的管理隊伍，對并網進行大規模的監管、檢測，進一步完善風力發電的管理體系，除此之外，對于大型的風力發電項目，要做好年度的規劃，對風力發電的情況進行嚴格的記錄，根據有關的資料顯示，風力發電管理體系的制定以及完善可以從根本上提高用電的質量情況，提高相關產業的工作效率。

2.3 提升設備可靠性，優化機組設計

對于發電業務，除了要關注設備本身的問題，更希望的是把發電廠中的風力發電機組、輸電線路、SVG、變電設備等各個環節連在一起，從系統的角度來看，而對于設備廠商，比如風機，是一個相對獨立、完整系統，但從我們的角度，卻是整體的一環。兩者之間對于可靠性管理的側重點有相同，也有不同。無論是設備的可靠性，還是系統的可靠性，還是要從技術和管理兩個層面串起來，整體考慮如何做到真正的可靠。在現有風電場投資經濟模型下實現風電場的預期收益，必須使用大兆瓦、高效率、小體積、低重量、便于運輸、吊裝安全的風電機組，以實現風電場整體投資不增加的情況下，提升發電量，降低度電成本。同時技術路線的多樣化亦可推動風電機組技術進步，還有綠色制造也是在風電發展建設中需要重點考慮的問題。總體來看，未來風電行業的技術發力點集中在以下方面：增大風電機組的單機容量;提高葉輪的捕風能力;提高風能轉換效率;提高機組及部件質量;增強機組運輸、安裝便捷性;增強機組環境適應性等，相關風電企業要進一步提升設備可靠性，研究機組優化的有效措施，促進整體風電機組工作效率的提升。

2.4 提高技術人員的專業能力

電力企業可以針對風電并網工作加強相關技術人員的技術培訓，定期組織專業知識的培訓，從而提高技術人員的專業素養，不斷的提升整體風力發電網絡的服務質量。電力企業可以針對風機葉片結構、故障診斷、損傷維修以及運行維護等方面開展培訓工作，安排相關技術人員就嚴重葉片缺陷的識別，分類分級和缺陷修復建議等問題進行深入的探討和學習。風力發電企業要繼續加強技術交流和業務培訓，推進風力發電技術的創新和應用，不斷的提高風力發電變電技術及電能質量的控制，為電力生產的運行和維護提供有力的技術支持。

2.5 動態電壓恢復器的應用

在中低壓配電網中，有功功率進行快速波動也會造成電壓閃電的情況的發生。為了解決這種情況，就需要要求補償裝置在對無功功率進行補償的同時，還有能夠提供瞬時有功功率的補償。動態電壓恢復器是帶有儲能單元的補償裝置，他的出現取代了傳統的無功補償裝置。能單元，能夠在ms級內以正常電壓和故障電壓的差值，向系統注入電壓，可以有效解決系統電壓波動對客戶的影響。動態電壓恢復器能夠在非常短的時間內向系統傳輸電壓，可以有效的改善電能質量和動態電壓，是解決電壓波動、諧波等動態電壓質量問題的最佳方法。

結語

隨著我國對于電力技術的不斷研究和深入發展，我國的風力發電技術在不斷的進步，但是我國的風力發電并網技術依舊不夠完善，風力發電缺乏適用的普遍性，由于環境的限制，無法應用于全部風電企業。風力發電并網技術是未來電力生產的主要技術模式，加之我國的風力資源十分豐富，我國必須要加緊對風力發電研究技術的研究，進一步提升風力發電并網技術，實現機組優化，解決現有的風力發電并網技術存在的問題，優化管理和提升設備質量，從而不斷的提高電力質量，促進整體風力發電電能質量提升。

參考文獻

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