風力發電并網技術與電能質量控制分析

張小增

摘 要：為了降低風力發電對周邊環境造成的不良干擾，許多風力發電廠都會建立在人煙稀少的偏遠地區，既能夠降低風力發電對居民生活的干擾，也能夠更好的保障風能獲取量，使更多的風力能源轉化為電能。但是在這樣的過程中，就會導致風力發電管理難度增加，穩定性上會受到許多自然因素的干擾。所以，為了保障風力發電的穩定性，提高風力發電效益，就必須對風電并網技術的應用進行不斷完善，以此來保障風力發電質量，為我國能源結構優化做出貢獻。

關鍵詞：風力發電;并網技術;電能控制

一、風力發電并網對電能質量的影響

1.電網諧波

能夠帶來電網諧波影響的主要是來自新能源并網體系當中，例如光伏發電站和風力發電站。具體而言，電網諧波所造成的影響表現如下：一是在并網光伏電站運行的過程中，太陽光照發生變化時，就會導致光伏電站輸出功率同步出現諧波間歇變化，導致諧波污染;二是風力發電廠內并網諧波主要來自風力發電機組中的電子裝置，風力電場中并聯補償電容器以及線路電抗諧振作。

2.電網頻率

在傳統電力生產系統內生產運行的過程中，很少會出現頻率異常的狀況。多年來，根據對并網光伏頻率變化數據收集可以發現，即便是在光伏發電站容量不高的狀態下時，也可以同時允許多臺機組投切，而不會受到電網頻率受限的影響。但是在風力發電站內發電的容量占整個電網總量比例不斷提高的過程中，整個風力發電機組隨機性的影響會變得更為突出，風力發電的隨機性就會導致整個風力發電站中的電網系統頻率出現嚴重的波動，進而就會對電網系統的供電能力、用戶用電以及整個電網的正常運行帶來諸多不良的影響。

二、風力發電場的施工建設管理現狀

目前，我國在風能開發方面的投資力度不斷增加，使得風能利用效率不斷提升，風力發電場也因此獲得了很好的發展。當前階段，施工設計承包模式、工程總承包模式和平行承包模式是風力發電場主要的三種施工形式，其中施工設計承包模式指的是由其他的設計團隊來負責風力發電場項目的建設，并通過簽訂合同的方式來開展施工建設。在平行承包模式中把各個環節的施工任務合理劃分，比如，工程設計、項目施工和材料采購等，然后由不同的管理機構負責，每個管理機構之間呈現平行關系，同時每個機構又是獨立的。最后是工程總承包模式，在這個模式中由業主承擔工程的設計權，然后業主再選擇一家企業負責所有的建設工作。

三、風力發電并網環境下的電能質量控制對策

1.制定科學的施工進度計劃，確保施工作業順利開展

在風力發電場具體施工過程中，需要根據施工要求制定一套科學的施工進度計劃方案，為施工進度控制提供可靠保障，通過施工計劃方案可以幫助工程管理人員嚴格控制工程項目的整體施工進度，為施工現場管理工作的開展提供便利，從而使每個環節的施工作業能夠得到合理協調，使其順利開展。首先，工程管理人員在進度計劃的制定過程中，需要嚴格遵循時間先后原則，將整體的施工計劃編制出來，并確保相應的施工方案得到科學部署，為施工進度計劃的制定打下可靠基礎。其次，工程項目編制人員需要對施工現場的各種材料、設備和人員等進行全面了解，合理安排施工人員，最大程度提高設備和材料的應用效率，在此基礎上開展編制人員的編制工作。最后，還需要根據施工現場的具體情況合理調整編制人員，確保施工作業的順利進行，并保證施工過程中的人員安全，為施工質量和施工安全提供保障。

2.做好諧波控制

控制風電電能質量的策略中最為重要的便是諧波控制。通過對諧波進行控制，能夠有效提高風力發電的電能穩定性，也能夠更好的保障電能質量。具體措施是通過使用靜止無功補償器來對整個風力發電運行進行控制管理。靜止無功補償器是由電抗器、諧波過濾器等構成，這一設備具有突出的優勢，不僅反應能力迅速，而且可以實現實時的監測，能夠對整個電網系統中的無功功率進行監測管理。靜止無功補償器在風力電網系統的應用過程中，也能夠對電網中的電壓變化進行智能化的調整，該工作行為會根據靜止無功補償器所獲得的實時監測結果來進行，所以對于消除諧波效率而言，會有更為突出的優勢，降低了人力工作的壓力，可以為風力發電站的電能質量提升做出更大的努力。

3.檢測并網孤島效應

如果并網逆變器負載的影響并沒有消除，那么并網時也可能出現斷電發生的反向輸出電壓頻率，此時，逆變器輸出的頻率誤差會大大增加，長此以往，孤島效應就會逐步擴散。對此，企業要關注逆變器輸出頻率，選擇高精度的儀器設備檢驗頻率偏移的問題，并及時公布檢測結果，讓值班人員進行閱覽，做出針對性的處理。在電網正常運行的時候，也要及時使用逆變器，判斷公共電網輸出和并網系統相一致。如果出現了較大的相位差，就應當對兩者的差進行檢測，分析電壓電流的變化規律和情況，探究孤島效應是否存在，更加清晰的展示出電網運行的狀況。

4.抑制電壓波動與閃變

在對風力發電進行電能質量控制的過程中，需要注意電網系統中電壓閃變所造成的負面影響，可以通過觀察負荷電流波動情況來提前做好預防。工作人員根據電流的急劇變化，運用無功電流補償措施，盡可能降低電壓閃變所造成的負面影響，也可以使用有源電力濾波器對電流急劇波動變化進行干預。使用有源電力濾波器最明顯的功能價值在于反應迅速、能力突出，能夠適應各種類型的風力發電系統，而且可以在風力發電運行的過程中，可以維持整個電網系統的穩定性，使電網系統保持更好的控制效果，實現積極應對電壓閃變問題的目的。

四、結語

綜上所述，持續性推動風力發電和光伏發電的并網是合理且必要的舉動，這是調節我國資源開發模式的應有之策，也是提高電力輸送質量和效益的有效措施。本文通過配電系統的開發、系統的進一步完善、孤島效應的全方位檢測這幾個角度，論述了風力發電和光伏發電并網的方法，充分結合了我國新能源開發的現狀，具有理論上的合理性與實踐上的可行性，能夠作為從業人員的參考依據。在未來，企業也應當走自主科研和創新的道路，突破技術上的瓶頸。

參考文獻：

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