刍议风力发电并网技术及电能质量的提升

2017-03-10徐明

绿色环保建材 2017年9期

关键词：风力谐波电能

徐明

身份证号220103198208232516

刍议风力发电并网技术及电能质量的提升

徐明

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现代社会，不管是家庭生活，还是生产工作，对于电能的需求都是一个很大的数值，且随着电气时代的不断发展，这种需求只会越来越大，大到传统发电技术已经远远无法满足这种需求。风能是洁净的可再生可持续发展的绿色能源，采用风力发电是受到大力倡导支持的，因此在我国的电力行业中占据的比例也越来越高。但是风力发电目前存在的一些欠缺之处影响了其普及速度，还需要继续发展与完善。如何提升风力发电并网技术及电能质量就是一个当前急需研讨的话题。

风力发电；并网技术；电能质量；提升

1 前言

社会在发展，经济在进步，环境污染、能源短缺等问题却日益凸显出来，在一定程度上又开始阻碍着社会经济的发展。寻求更快速的节约能源、更稳定的清洁能源是当下可持续发展的焦点之一，国家和企业都给予高度关注度。电力是十九世纪最伟大的发明之一，经过一个多世纪的发展，电力得到更加广泛的应用，是当下我国经济赖以发展的重要能源之一。由此，风力发电就有着影响极为深远的历史发展意义。然而，风力发电太灵活，又应用太广，所以在质量监管方面困难重重，难以普及。本文就如何控制风力发电并网技术及电能质量进行探讨，提出一些建议。

2 风力发电并网技术的基础

风力发电并网技术的基础可以一分为二，第一个是同步风力发电并网技术，第二个是异步风力发电并网技术。它们有各自的特性以及应用限制条件与不足之处。

2.1 同步风力发电并网技术

风力发电并网技术最理想的状态是同步发电机组和风力发电机组两者之间步调一致、完美结合。一般情况下，因为风速一直是变幻不定的状态，所以受之影响的发电转子也会有大幅度的摇摆不定，就导致了风力发电并网调速无法达到同步发电机的精度，很容易出现失步状况。正是因为存在这一难题，同步发电机虽然在一些领域有所涉及，但一直都没有大规模去做推广应用。如何使同步发电机与风力发电机有效协调步调同步，一直是电力学方面研讨的关键与核心。电力及相关专业的专家学者在研发出可以有效应对此难题的变频设备之后，即将其运用到同步风力发电并网技术中并不断加以完善，在坚持不懈的努力之下，同步发电与风力发电运营组已经实现了初步的有机结合，前景看好。

2.2 异步风力发电并网技术

与同步风力发电并网技术有所区别的是异步风力发电并网技术，即异步发电动力组与风力发电动力组两者结合后再一同运转。异步风力发电并网技术在运用方面优于同步风力发电并网技术的是没有那么多的限制条件，它并不需要风力发电并网调速准确达到同步发电机的精度，只要在发电转子运转时风力发电并网调速异步发电机的转动转速保持一定程度上的协调与一致即可。当然，有优点，也就会有不足之处。当风力发电动力组与异步风力发电动力组完成并网之后，很有可能因为一些突发状况如冲击电流过大、电压下降等而直接造成整个运行中的风力发电系统的瘫痪，稍不注意就容易发生危险事故。想要解决异步发电机机组不易并网的问题，有效规避风险危机也并非易事。目前能做到的也只是加大加强对异步风力发电机组并网的运转监管。同时还应积极寻求技术创新和突破，以求从根源上杜绝安全隐患。

3 风力发电并网运转试运行实验

风力发电并网运转试运行实验目前主要有两种：动态无功抵偿设备功用特性的测验实验和风电场电能质量的测验实验。

3.1 动态无功抵偿设备功用特性的测验实验

进行动态无功抵偿设备功用特性的测验实验，是为了验证电容抵偿投切的一系列步骤和操作是否合格达标。实验步骤很简单，只要在运转机组并网的同时，先调整发电机改变输出功率，再改变机组的负载状态即可。需要注意的是，为了实验的可靠性有所保证，必须在尽可能差的工况下、在大小不一的风力发电量状况下进行实验。

3.2 风电场电能质量的测验实验

要做风电场电能质量的测验实验，首先要使风电场风保持停运状态，再对各个并网点进行检测，以此来验证各次谐波电压的安稳度、电压总谐波是否正常。如果风电场保持的是正常运转状态，就必须要测试各个功率区间、谐波电压等，这样才能知道风电场谐波电流是不是符合标准。

4 风力并网技术对电能质量的影响

风力发电在电力事业中的重要地位，使得并网技术得以广泛应用，风力发电并网技术的普及反过来又反作用于电能质量。然而风力发电并网也存在目前无法攻克的难关，风力的不稳定性、风力发电动力组设备的欠完备，都会影响输出功率的稳定性，影响着电能质量。只有先想办法完善风力发电动力组设备，减小风力不稳定性带来的反作用不利影响，才能确保功率输出的稳定性，提高电能质量。通过不断的科学研究与实验探索来提升和完善风力并网技术，对于提高电能质量有着极为深远的历史意义，势在必行。

5 风力发电电能质量提高的方法及控制

上文讲到风力发电技术目前仍存在许多不足之处有待完善，这些不足之处直接影响了风力发电电能质量。为了提高电能质量，就很有必要采取一些相应的方式方法来改善和加大控制，从而降低不确定因素造成的不良影响。

5.1 谐波的按捺

谐波的按捺需要用到特殊的设备，停止无功抵偿器是目前运用最广的一种按捺谐波的设备，它是由电抗器、谐波过滤设备等组成的。之所以选择用停止无功抵偿器来按捺谐波，是因为停止无功抵偿器特点功能比较明显，它有着强大的反响功效，可以时时刻刻监测着无功的功率，实时调整改变了的电压，将谐波完全过滤掉，这样就能很好的保证和提高风电发电电能质量。

5.2 闪变按捺与电压动摇按捺

除了谐波能影响风力发电电能质量之外，电压闪变也是可以影响电能质量的一种主要成分。针对电压闪变也有相应的设备来对抗，目前主要运用的是有源电力滤波器。在电压闪变出现的时候，负荷电流开始迅猛剧烈动摇，源电力滤波器的敏捷呼应、抵偿容量小、超高安全安稳性功能完全发挥到了作用，在此时完成对无功电流的抵偿作业，从而超强操控动摇的电压，具有显著效果。

除了有源电力滤波器，还有一种设备也可以来应对电压闪变状况，它就是动态电压恢复器。与有源电力滤波器相区别的是，在电压出现闪变状况时，动态电压恢复器既可以抵偿无功功率，又能够抵偿有功功率。动态电压恢复器中的储能单元，可以在极其短暂的时间里传输电压到系统内，从而解决电压动摇的问题。因为它的抵偿两面性功效，动态电压恢复器被更多的运用于操控风力发电电能质量。

此外，一致电能质量操控器目前运用也比较广泛。一致电能质量操控器是比较有代表性的归纳类抵偿设备，它可以有效组合、融合串联和并联，可以同时补偿电压、电流，可以很好的解决归纳抵偿、谐波抵偿等问题，对电能质量的操控能力特别强大。