风力发电并网技术及电能质量控制策略

2016-01-27陈光普

科学中国人 2016年33期

关键词：风力发电机电能

陈光普

国网黑龙江省电力有限公司调度控制中心

风力发电并网技术及电能质量控制策略

陈光普

国网黑龙江省电力有限公司调度控制中心

作为我国大力支持的能源种类，风能具有其明显的发展优势。为此，我国在风力发电站以及相关并网建设方面的规模不断扩大，甚至已经在我国电力发展方面占据了重要位置。风能受到自身特点的影响，发电站建设往往选择的是人烟稀少地区，为此，也就要不可避免的承受更加巨大的冲击影响。针对这种情况也就需要改善其污染环境。本文从风力发电并网技术角度出发，进一步分析风力发电机并网问题，同时，针对电能质量等策略加以研究，由此，希望能够改善我国电能质量问题。

风力发电；并网技术；电能质量；控制

风力发电技术具体涵盖了两个层面的技术问题。第一是同步风力发电相关技术，第二是异步风力发电及相关并网技术条件。但是，由于第一项技术研究仍然处在一种理论研究阶段，后者的研究则相对应用性较广，为此，本研究中也有所侧重，针对运行过程中可能存在的问题加以阐述。

一、风力发电并网技术

1.同步风力发电机组并网技术

同步电机发电机组主要指的是将同步电机以及风力电机两者进行融合，在电机实际的运行过程中，一方面能够提升输出效率，另一方面也能够实现无功功效方面的供给。除此之外，为了能够实现电波具有稳定效果，电机电能质量也需要稳步提升，因此，可以在实际应用的过程中确定同步发电机。采取何种方式和手段完成对风电机与同步电机之间的融合是关键，通常情况下风速波动相对更加明显，这样才能够提升转子矩的出现比率。

完成并网后相关技术人员尚未能够充分理解实际问题表现，主要是指在重载运行方面并未能够形成有效认知。系统因此往往会产生无功震荡或者可能会出现失步情况。受到此类因素影响的情况较多，同步发电机也并未能够被广泛应用。受到变频设备的应用影响，诸如此类等问题基本得到有效解决。所以越来越多的专家学者对同步风力发电机组并网技术又开始重视。

2.异步风力发电机组并网技术

异步风力发电机对调速精度没有过高要求，既不需要同步设备，也不需要整步操作，转速与同步转速基本上保持一致或者是不要相差过大即可。风力发电机与异步风力发电机有机融合之后，整体的控制装置并不复杂，并网之后基本上不会再出现无功振荡或者是失步问题，整体运行非常安全可靠。不过，异步发电机机组并网并不容易，需要解决很多问题。比如如果风力发电机与异步风力发电机直接并网，很有可能发生大冲击电流，此时电压会降低，这就导致电力系统容易出现运行隐患。与此同时，电力系统自身还存在无功补偿问题，而如果又发生磁路饱和现象，则无功激磁电流会进一步的增加，功率因素会因此明显降低。因此要想保证异步风力发电机组并网之后，安全可靠运行，有关部门务必要注重监督，采取预防策略。

二、风力发电电能质量控制分析

1.谐波控制

谐波的控制可以通过静止无功补偿器实现。静止无功补偿器的主要构成部分包括电抗器、谐波过滤器等，该设备应用具备明显的优势特征，即反应能力超强，可实现实时监测无功功率。静止无功补偿器在应用的过程中还可以对电压变化进行调整，这种调整是根据监测情况展开的实时的调整，以达到消除谐波的作用，提高风电发电的电能质量。

2.电压波动与闪变控制

在风力发电电能质量控制中，要注意电压闪变，这是影响其质量的重要因素之一。发生电压闪变时通过观察可知负荷电流出现波动，技术人员基于电流的急剧波动进行无功电流补偿处理，通过运用有源电力滤波器实现电流急剧波动的有效处理。有源电力滤波器其应用优势在于响应能力较快，在适应与运行过程中稳定性较强，能够实现有效控制处理，达到积极的电压滤波处理作用。

当有功功率一旦出现急速波动的现象就会造成电压出现闪变，这就说明要对补偿装置进行无功功率的补偿，同时对有功功率也进行一定程度的补偿。应用动态电压恢复器的应用，通过其储能单元作用，可以在非常短的时间内就可以向系统传输电压，以此解决电压波动问题。目前，动态电压恢复器已经得到了广泛的应用，是现如今风力发电电能质量控制的最主要手段。但是无论哪一种工况下，都需要展开无功综合控制试验以及快速相应试验，以此确定无功补偿控制策略是否满足条件，同时检测SVG装置是否处于安全稳定的状态。

3.对电能质量设置控制器

风能属于可再生资源，因此，也是我国国家重点扶持的项目。风力发电厂在建设方面规模进一步增加，电力事业所占据比重也进一步提升，风能具有特殊性，在质量控制方面需要坚持一切从实际出发的原则进行。作为对电能质量进行管理与控制的过程中需要设置控制器，也需要对电压实施补偿，并需要对电流采取一定的补偿。因此，需要确定综合类型的补偿机制与设备，统一电能质量方面的设备则是属于较为典型性的补偿装置。这项装置能够对串联以及并联效果进行必要的融合，一次可以改善对用户方面的对补偿问题。又因为统一电能方面的控制器需要具有更加强大的能力，因此，需要通过谐波补偿等方式，完成对电能质量等方面的改善。