淺析風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能控制

劉風(fēng)濤

摘要：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)日趨成熟，電廠容量在不斷增加，雖然可以在一定程度上緩解社會(huì)生產(chǎn)與電力資源之間的供需矛盾，但是風(fēng)電總量的增加還是對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定影響。一般風(fēng)力發(fā)電廠多建設(shè)在地廣人稀地區(qū)，遠(yuǎn)離供電網(wǎng)中心區(qū)域，所需承受的沖擊力比較小，在并網(wǎng)時(shí)就很容易導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)諧波污染與閃變問(wèn)題。并且受風(fēng)力發(fā)電特性影響，其不穩(wěn)定性也會(huì)影響電網(wǎng)整體供電質(zhì)量。因此還需要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能控制策略的研究。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能控制;分析

1導(dǎo)言

當(dāng)前，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電規(guī)模越來(lái)越大，風(fēng)電電場(chǎng)容量也持續(xù)增加，這對(duì)于緩解我國(guó)不斷增加的用電需求與傳統(tǒng)發(fā)電之間的矛盾起到了非常重要的作用。風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，這種發(fā)電方式更加綠色環(huán)保，而且風(fēng)能是可再生能源，所以風(fēng)力發(fā)電是一種有非常光明的應(yīng)用前景的發(fā)電模式。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，未來(lái)風(fēng)力發(fā)電的容量必然會(huì)越來(lái)越高。但是，我國(guó)風(fēng)電在取得成績(jī)的同時(shí)，也要看到與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家之間的技術(shù)差距，尤其是我國(guó)的風(fēng)電技術(shù)與世界上的風(fēng)電強(qiáng)國(guó)如德國(guó)相比，還有一定差距，具體表現(xiàn)在風(fēng)電并網(wǎng)過(guò)程中容易出現(xiàn)諧波污染與閃變問(wèn)題，無(wú)法保證供電質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定性，所以，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)展開(kāi)研究，對(duì)于我國(guó)當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電有非常重要的意義。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

2.1同步并網(wǎng)技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)機(jī)組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保持相同步調(diào)，是風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最佳效果。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電來(lái)講，整個(gè)過(guò)程并不穩(wěn)定，受風(fēng)力、風(fēng)速、風(fēng)向等因素影響較大，因此發(fā)電轉(zhuǎn)子也會(huì)產(chǎn)生較大幅度的搖擺，使得風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)速難以滿足同步發(fā)電機(jī)的精度，有非常大的可能會(huì)出現(xiàn)失步狀況。怎樣才能夠?qū)崿F(xiàn)和推廣風(fēng)力發(fā)電的同步并網(wǎng)一直都是技術(shù)研究要點(diǎn)，目前已經(jīng)取得了初步效果，可以為風(fēng)力發(fā)電與發(fā)電運(yùn)營(yíng)提供一定支持。

2.2異步并網(wǎng)技術(shù)

異步發(fā)電動(dòng)力組和風(fēng)力發(fā)電動(dòng)力組兩者先進(jìn)行結(jié)合然后保持相同步調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，則為異步并網(wǎng)技術(shù)，與同步并網(wǎng)技術(shù)相比，受限的可能性極大程度上地降低，無(wú)需風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速精準(zhǔn)做到與同步發(fā)電機(jī)精度一致，只需要發(fā)電轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速保持一定程度的協(xié)調(diào)一致即可。風(fēng)力電機(jī)組搭配使用的異步發(fā)電機(jī)方式，可避免整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜的控制裝置，并且在并網(wǎng)后，也不必?fù)?dān)心產(chǎn)生無(wú)振蕩或者失步問(wèn)題，整體運(yùn)行狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定。但是就實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，電力發(fā)電異步并網(wǎng)技術(shù)還存在一定缺陷，部分情況下在并網(wǎng)后，會(huì)因?yàn)闆_擊電流過(guò)大、電壓降低等因素干擾，而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)異常，尤其是不穩(wěn)定系統(tǒng)頻率值降低過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致異步發(fā)電機(jī)的電流急劇增大，造成系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)載，甚至整個(gè)癱瘓，生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)增大，因此想要選擇此種并網(wǎng)方式，還需要提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，采取一定措施來(lái)維持異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

3風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)

3.1動(dòng)態(tài)無(wú)功抵償設(shè)備公用特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)

對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，動(dòng)態(tài)無(wú)功抵償設(shè)備功用特性測(cè)試就是其中之一，主要目的就是確定電容抵償投切的一系列步驟以及操作是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作非常簡(jiǎn)單，要求在運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組進(jìn)行并網(wǎng)的過(guò)程中，對(duì)發(fā)電機(jī)的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還需要改變機(jī)組的負(fù)載狀態(tài)。并且，在實(shí)際操作中為了降低各項(xiàng)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性的干擾，應(yīng)盡量保證在盡量差工況以及風(fēng)速不穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)下來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可最大程度地保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)確定風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài)下，并對(duì)所有并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行一次全面檢測(cè)，通過(guò)此項(xiàng)操作來(lái)驗(yàn)證確定各次諧波電壓的安穩(wěn)度以及電壓總諧波是否正常。假如風(fēng)電場(chǎng)處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，則應(yīng)對(duì)各功率區(qū)間、諧波電壓來(lái)進(jìn)行測(cè)試，由此便可來(lái)判斷風(fēng)電場(chǎng)諧波電流是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能質(zhì)量控制策略

4.1加強(qiáng)對(duì)諧波的抑制

在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，要想使電能的質(zhì)量控制效果得到整體提升，就可以對(duì)靜止無(wú)功補(bǔ)償器進(jìn)行合理應(yīng)用，有效抑制諧波危害等問(wèn)題。靜止無(wú)功補(bǔ)償器主要是由多種裝置構(gòu)成，其存在非常快的反應(yīng)速度，可以實(shí)時(shí)跟蹤不斷變化的無(wú)功功率，同時(shí)可以有效調(diào)節(jié)由于風(fēng)速不穩(wěn)定，而導(dǎo)致的電壓變化等問(wèn)題，最終充分實(shí)現(xiàn)諧波濾除的作用，使電網(wǎng)的整體電能供應(yīng)質(zhì)量顯著提高。

4.2注重對(duì)風(fēng)電信息分析工作的完善

在開(kāi)展風(fēng)電并網(wǎng)工作時(shí)，要建立相應(yīng)的風(fēng)電信息統(tǒng)計(jì)與分析平臺(tái)，進(jìn)而提供更加高效的信息服務(wù)。在其平臺(tái)建立完成后，就可以形成全過(guò)程的信息庫(kù)，使相關(guān)政府部門可以及時(shí)獲得更加準(zhǔn)確的風(fēng)電服務(wù)信息，進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)電接入系統(tǒng)的工程管理力度，使風(fēng)電并網(wǎng)送輸過(guò)程得到有效保證。針對(duì)一些大型的風(fēng)電基礎(chǔ)項(xiàng)目，就要做好前期準(zhǔn)備工作，強(qiáng)化地方核準(zhǔn)風(fēng)電項(xiàng)目的計(jì)劃管理工作，逐漸制定科學(xué)的并網(wǎng)檢測(cè)規(guī)定，將并網(wǎng)檢測(cè)制度充分落實(shí)。針對(duì)風(fēng)電運(yùn)行，還要強(qiáng)化管理過(guò)程，對(duì)風(fēng)電調(diào)度實(shí)現(xiàn)科學(xué)的計(jì)劃管理，進(jìn)一步提升并網(wǎng)管理質(zhì)量。

4.3進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)組設(shè)計(jì)

針對(duì)風(fēng)電發(fā)電業(yè)務(wù)，不僅要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備自身問(wèn)題的關(guān)注，還要有效連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各個(gè)環(huán)節(jié)，合理控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的可靠性，在對(duì)風(fēng)電機(jī)組的選擇過(guò)程中，要盡可能選擇具備大兆瓦和小體積等特點(diǎn)的風(fēng)電機(jī)組，使風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸更加便利，提高吊裝的安全性，合理控制風(fēng)電場(chǎng)的整體投資。可以通過(guò)對(duì)葉輪捕風(fēng)能力和風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率提高等方式，進(jìn)一步提升設(shè)備整體的可靠性，明顯增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的整體工作效率。

4.4增強(qiáng)對(duì)故障的診斷力度

企業(yè)要在風(fēng)電并網(wǎng)工作過(guò)程中，定期組織相關(guān)工作人員參與技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，使風(fēng)電服務(wù)的整體質(zhì)量可以明顯提升。在企業(yè)開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)風(fēng)力葉片結(jié)構(gòu)的講解，重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)機(jī)故障診斷和維修等環(huán)節(jié)，還要要求相關(guān)工作人員注重風(fēng)機(jī)的日常運(yùn)行維護(hù)工作，對(duì)風(fēng)機(jī)的葉片故障原因進(jìn)行深入分析與研究，選擇科學(xué)合理的故障診斷技術(shù)，及時(shí)采取有效的措施，對(duì)風(fēng)機(jī)葉片故障進(jìn)行有效解決。企業(yè)還要為相關(guān)工作人員提供較多的技術(shù)交流機(jī)會(huì)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新，為電力生產(chǎn)與運(yùn)行維護(hù)提供較大的力量作為支撐。

5結(jié)論

總之，在未來(lái)的電力生產(chǎn)中，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)會(huì)成為一種主要技術(shù)模式，同時(shí)我國(guó)具備非常豐富的風(fēng)力資源，因此就需要我國(guó)對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行全面的分析與研究，逐漸提升并網(wǎng)技術(shù)水平，對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行合理優(yōu)化，使現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題得到充分解決，對(duì)風(fēng)力發(fā)電過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格管理，從而為風(fēng)力發(fā)電的電能整體質(zhì)量提供保障。

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