探究風力發電并網技術的應用及電能質量控制策略(1)

閆鐵軍

摘要：隨著社會經濟的不斷發展，對電能的需求量也越來越大，然而，傳統的火力發電不但大量消耗煤炭而且對環境有嚴重的污染，所以，新能源發電逐漸受到了社會的高度關注，并且其技術也愈發成熟。在當前的發展階段下，氣候問題已經成為一個全球性的問題，電力開發始終是支撐資源輸送的重要基礎，在維護能源安全中所發揮的作用是無可替代的。中國作為能源大國，擁有非常豐富的風能、太陽能等綠色可再生能源，并在各個領域得到廣泛應用，有效推動著中國經濟的發展。因此，梳理風力發電并網技術，掌握電能質量控制策略，旨在獲取較高的經濟效益與社會效益，并為風力發電并網工作提供一定的參考。

關鍵詞：風力發電;并網技術;電能質量;控制策略

1風力發電原理

風力發電的原理相對簡單，主要是利用風力來帶動風車葉片轉動，在這個過程中增速機能夠進一步提升葉片旋轉的速度，旋轉產生的動力能夠驅動發電機發電。因此，最簡單的風力發電設備可以由風車葉片和發電機組成。風力發電的過程中實際上就是利用風力的動能，推動螺旋葉片旋轉，從而將風力的動能轉化為機械能，由于葉輪的轉軸與發電機的轉軸連接，因此在葉輪轉動的過程中，發電機也能轉動，從而將機械能轉化為電能。現代社會隨著節能環保理念的深入，風力發電技術有了很大的發展，在這個過程中風力發電系統的復雜性也在不斷提升，目前風力發電系統主要包括，齒輪箱、偏轉系統、液壓系統、剎車系統以及控制系統等。在風力發電系統運行的過程中，齒輪箱能夠通過齒輪之間的組合，有效地提升發電機的轉速，在提升發電功率的同時，也能保證發電的穩定性。偏航系統能夠根據風向的變化對風輪的掃掠面進行靈活的調整，使掃掠面能夠與風向保持垂直，從而最大程度地利用風力資源。在風力發電系統中變槳距風機，以及風輪葉片需要能夠圍繞根部中心旋轉，從而讓風力發電系統能夠適應不同的風況。在風力發電系統停機時，葉片尖部會甩出從而增加阻尼，便于風力發電機停機，在停機的過程中，液壓系統以及剎車系統往往配合運行。對于現代風力發電系統來說，控制系統是實現風力發電系統自動運行的關鍵，能夠對風力發電各系統模塊進行控制，確保風力發電機能夠在穩定的電壓以及頻率下運行，實現風力發電系統自動并網以及脫網，并且能夠對系統的整體運行情況進行監控，一旦發現系統在運行的過程中出現異常，會及時地發出警報信息，有利于對風力發電系統故障進行及時的停機處理。

2風力發電并網技術的應用

2.1同步發電機組并網技術

同步發電機組并網技術的實際工作狀態能夠在形成無功功率的同時實現有功功率的輸出，其周波較為穩定，所產生的電能質量較高，確保終端用電設備的正常運轉，被廣泛地運用在電力系統中。但其具有一些弊端，即無法有效控制風速，使得運行轉子轉矩無法保持穩定運行，并對電力系統產生較大的沖擊，降低設備的使用壽命。同步發電機組并網技術在電力系統實際應用期間，其常常出現運行所需精度與轉子轉矩之間不符的問題，降低了電能質量，難以保障最終形成的電壓與電網電壓保持一致。

2.2異步發電機組并網技術

與同步發電機組并網技術相比較，異步發電機組并網技術并不需要高精度機組調速，其僅需要保持基本轉速與同步轉速就可以實現并網操作。異步風力發電機能夠可靠穩定的運行，且控制裝置較為簡單。但隨著異步風力發電機組并網發展，凸顯諸多問題影響電能質量，尤其是并網后所產生的較大沖擊電流，增加風電機組電力安全隱患;另外，異步風力發電機組并網后，容易出現磁路飽和情況，進而增加勵磁電流，降低系統功率。為了保障異步發電機組并網運行穩定安全，應強化對異步風電機組運行狀態的監督。相比較于同步發電機組并網技術，異步發電機組并網技術較為復雜，若無法直接進行并網，則會產生較大的沖擊電流，影響電力系統的正常穩定運行。

3風力發電電能質量控制優化

3.1并網諧波控制

為了更有效地避免風電并網造成的電能質量下降，要針對性地采取相應的措施盡量控制電能質量，而當前的主要方法就是抑制諧波。具體來說，就是通過向系統增加靜止無功補償設備，然后，根據無功功率有無發生變化作為判斷標準，對無功功率的展開有效的跟蹤。這樣的一種方式不但具有很高的準確率，而且還有很快的反應速度。

3.2有效控制閃變和電壓波動

為能夠有效確保電力系統的正常運行，提高風力發電電能質量，相關部門應密切關注電壓閃變問題。若出現電壓閃變問題，相關人員應對這一問題進行細致觀察，查明負荷電流的波動情況，結合這一情況來完成無功電流補償處理，借助有源電力濾波器波動來對電力急劇波動問題進行有效處理，通過該設備來提高響應能力，對電壓閃變進行科學控制與處理。針對由有功功率出現急速波動而引發的電壓閃變問題，相關人員應借助補償裝置來對有功功率、無功功率進行合理補償，需借助儲能單元的作用，讓動態電壓恢復期能夠盡快將電壓傳輸至系統之中，從而對電壓波動造成的一系列問題進行緩解。

3.3打造全新的配電系統

在未來，風力和太陽能的開發必然會成為資源建設的重中之重，從配電系統完善的角度來看，也必須要根據風力發電和光伏發電在并網運行后展現出來的特點，作出進一步的探究和分析，除了要夯實理論基礎之外，還要展開一系列的實地考察，探究風力發電和光伏發電的電源位置以及建設方向，針對兩者的容量、并網方式作出探究，并給出科學合理的客觀評價，這樣也可以幫助解決電壓波動問題。

結束語

綜上所述，風力發電并網技術是一種新型的電力生產技術，通過對這一技術的有效應用，可較好地保障中國風力發電的電能質量。然而在該技術的具體應用過程中，往往會受到諧波、電壓波和閃變的影響，對此，相關部門必須充分分析和探究該技術，采取有效措施來對這些影響因素引發的問題進行解決，以此來確保風力發電并網技術的作用得到全面發揮。

參考文獻

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