風力發電并網技術及電能質量控制措施

文/辛博然

1 風力發電并網技術

風力發電并網是完成風力發電到電能供應的必要過程，是實現電能輸出的必要環節，并網技術的關鍵是要確保風力發電機組輸出電力能源的電壓和被接入電網的電壓在幅值、相位、頻率等方面保持一致，能夠保證風力發電并網實施后，整體電能供應的穩定性。目前的風力發電并網技術主要有兩種。

1.1 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。

1.2 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。

2 風力發電并網技術和電能質量控制的有效對策

2.1 做好諧波抑制措施

在進行風力發電并網中，要提升相應的電能質量控制效果，可以結合組靜止無功補償器來對于諧波危害問題進行有效抑制，這種補償器是用多臺可投切電容器、電抗器和諧波濾波裝置構成的，這一設備最大的特點是反應速度非常快，對于變化無功功率能夠實現實時跟蹤。針對風速不穩定導致的電壓變化也能夠實現有效的調節，這樣就能夠實現有效的諧波濾除，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

針對風電并網工作，要建立風電信息統計分析平臺，為公司和政府提供信息服務。建立風電信息統計分析平臺，形成涵蓋風電規劃、前期、建設、并網、運行等全過程的信息數據庫，為公司及政府部門提供準確、及時、公開、透明的風電信息服務。加強風電接入系統工程管理，保證風電并網送出。按照相關要求，做好風電接入系統管理工作。對于大型風電基地項目，提前開展風電場接入系統和送出工程前期工作；對于地方核準的風電項目，強化年度計劃管理。要重點加強風電并網管理，加快研究制定并網檢測等配套規定，建立強制性入網認證和并網檢測制度。加快風電并網檢測能力建設，增加測試設備，建設測試人才隊伍，適應大規模并網檢測需求。通過進一步加強風電運行管理，加快風電功率預測功能建設、風電調度計劃管理，加快建立風電場計劃申報考核機制。

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 強化故障診斷，提升電能質量

針對風電并網工作，相關企業要加強相關工作人員技術培訓，提升整體風電服務質量，在培訓中，以風機葉片結構、故障診斷、損傷維修及運行維護等幾方面為切入點，結合公司年度無人機風機葉片巡檢結果，深入探究風機葉片故障診斷技術。安排相關技術人員就嚴重葉片缺陷的識別、分類分級、缺陷修復建議等問題，與專家進行深入的探討交流。

對此，相關風電企業要將繼續加強技術交流與業務培訓，推進技術創新與應用，探索新時期無人機風機自動巡航、葉片缺陷智能識別及檢測報告自動化出具等新功能，為電力生產運維提供有力的技術支撐。

3 總結

風電并網技術發展是未來電力生產的主要技術模式，相關的技術應用也將不斷趨于完善，在開展風電并網技術應用中，相關部門要進一步提升風電并網技術，實現機組優化，解決提出問題，并不斷優化管理，提升設備質量，促進整體風電電能質量提升。