风力发电并网技术及电能质量控制措施

成飞　王斐　畅蓬博

摘 要：最近几年来，我国经济呈现高速发展的趋势，人们对日常生活的要求越来越高。电能已经成为人们必不可少的能源，我国对新能源的关注度越来越高，尤其是“可持续发展战略”提出以来，人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。本文以风力发电做为切入点，就风力发电的并网技术展开讨论，并且提出了电能质量的控制措施。

关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制措施

引言

随着社会经济的不断发展，电力的应用也越来越广泛，人们在日常生活中越来越离不开电力。我国的发电方法非常多，主要包括火力发电，水力发电以及风力发电。因为风的可利用性非常强，而且我国风力资源非常丰富，因此我国主要应用的发电技术还是风力发电。为了更充分的利用风力能源，我国在风力发电技术方面发展的非常迅速。风力发电技术的进步推动了风力发电的广泛应用，也促进了我国风力发电厂的建设。但是风力发电的供电网络中心跟其他发电方式相比稳定性较弱，抵抗外界干扰的能力也比较差，不能受到过于大的冲击力。这就使得风力发电系统在发电过程中经常出现各种各样的问题，因此如何解决风力发电容易出现故障的技术性问题和提高风力发电电能质量问题便显得越来越重要。本文便是从解决风力发电稳定性较弱，抵抗能力较差的问题出发，不断的提高风力发电的质量，为风力发电在我国的更广泛的应用做保障。

1 风力发电并网技术

1.1 异步风力发电机组并网技术

这一并网技术相对于同步风力发电机组来说，主要是借助转差率实现对于发电机的运行负荷的调整目标，对于具体的调速精度要求并不高，能够减少相关同步设备安装的繁琐，也可以省去整步操作环节，实现转速的适当调整，保证发电机能够接近同步转速即可。这一并网技术的缺点在于在具体的并网操作中可能会产生冲击电流，且电流过大的情况下，会导致电网电压水平降低，对于电网的安全运行也是不利的。在异步风力发电机组并网技术应用中，需要进行无功补偿，避免抽选磁路饱和和电流增大问题。

1.2 同步风力发电机组并网技术

这一发电机组主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中，能够输出有效有功功率，且能够为发电机组提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，对于提高电能稳定性具有一定的效用。在目前风力发电中，这种发电机组并网技术应用相对较多。一般情况下，风速波动明显，会造成转子转矩出现较大的波动，影响发电机组并网调速的准确性，将两种发电机结合起来，需要对于这些隐患进行分析，采用在电网和发电机组之间安装变频器的方法，避免电力系统无功振荡和步失，提升并网质量。

2 解决风力发电并网技术问题和提高电能质量控制的措施

2.1 做好谐波抑制措施

在进行风力发电并网技术的应用时，想要提高电能质量控制效果，可以使用静止无功补偿器抑制谐波。静止无功补偿器可以对谐波危害问题进行有效的抑制，这种补偿器主要是由电抗器，谐波过滤装置和多台可投切电容器等共同构成。静止无功补偿器的最大特征就是具有非常强的反应能力，可以对无功功率进行实时监测，还能够实时的调整由于风速不稳定导致的电压变化，从而实现将谐波完全的滤除，从而不断的提高风力发电技术的应用，提升整体电网的电能供应质量。

2.2 完善风电信息分析工作，强化并网管理

第二项工作是加强信息的管理以及提高并网技术体系。为了提高风力并网工作的完成效率，相关的技术人员应该在风力发电的过程中，建立信息完善平台，对风力发电的数据以及信息进行收集、整理。信息的收集以及整理是一项十分漫长的过程，包括多个行业、多个领域，其中风电规划前期、后期以及运行中期的数据都应该进行记录，数据的完整性对并网的后期管理具有十分重要的作用。并网管理是多方面的，为了提高并网管理的质量，相关的单位应该建立专门的管理队伍，对并网进行大规模的监管、检测，进一步完善风力发电的管理体系，除此之外，对于大型的风力发电项目，要做好年度的规划，对风力发电的情况进行严格的记录，根据有关的资料显示，风力发电管理体系的制定以及完善可以从根本上提高用电的质量情况，提高相关产业的工作效率。

2.3 提升设备可靠性，优化机组设计

对于发电业务，除了要关注设备本身的问题，更希望的是把发电厂中的风力发电机组、输电线路、SVG、变电设备等各个环节连在一起，从系统的角度来看，而对于设备厂商，比如风机，是一个相对独立、完整系统，但从我们的角度，却是整体的一环。两者之间对于可靠性管理的侧重点有相同，也有不同。无论是设备的可靠性，还是系统的可靠性，还是要从技术和管理两个层面串起来，整体考虑如何做到真正的可靠。在现有风电场投资经济模型下实现风电场的预期收益，必须使用大兆瓦、高效率、小体积、低重量、便于运输、吊装安全的风电机组，以实现风电场整体投资不增加的情况下，提升发电量，降低度电成本。同时技术路线的多样化亦可推动风电机组技术进步，还有绿色制造也是在风电发展建设中需要重点考虑的问题。总体来看，未来风电行业的技术发力点集中在以下方面：增大风电机组的单机容量;提高叶轮的捕风能力;提高风能转换效率;提高机组及部件质量;增强机组运输、安装便捷性;增强机组环境适应性等，相关风电企业要进一步提升设备可靠性，研究机组优化的有效措施，促进整体风电机组工作效率的提升。

2.4 提高技术人员的专业能力

电力企业可以针对風电并网工作加强相关技术人员的技术培训，定期组织专业知识的培训，从而提高技术人员的专业素养，不断的提升整体风力发电网络的服务质量。电力企业可以针对风机叶片结构、故障诊断、损伤维修以及运行维护等方面开展培训工作，安排相关技术人员就严重叶片缺陷的识别，分类分级和缺陷修复建议等问题进行深入的探讨和学习。风力发电企业要继续加强技术交流和业务培训，推进风力发电技术的创新和应用，不断的提高风力发电变电技术及电能质量的控制，为电力生产的运行和维护提供有力的技术支持。

2.5 动态电压恢复器的应用

在中低压配电网中，有功功率进行快速波动也会造成电压闪电的情况的发生。为了解决这种情况，就需要要求补偿装置在对无功功率进行补偿的同时，还有能够提供瞬时有功功率的补偿。动态电压恢复器是带有储能单元的补偿装置，他的出现取代了传统的无功补偿装置。能单元，能够在ms级内以正常电压和故障电压的差值，向系统注入电压，可以有效解决系统电压波动对客户的影响。动态电压恢复器能够在非常短的时间内向系统传输电压，可以有效的改善电能质量和动态电压，是解决电压波动、谐波等动态电压质量问题的最佳方法。

结语

随着我国对于电力技术的不断研究和深入发展，我国的风力发电技术在不断的进步，但是我国的风力发电并网技术依旧不够完善，风力发电缺乏适用的普遍性，由于环境的限制，无法应用于全部风电企业。风力发电并网技术是未来电力生产的主要技术模式，加之我国的风力资源十分丰富，我国必须要加紧对风力发电研究技术的研究，进一步提升风力发电并网技术，实现机组优化，解决现有的风力发电并网技术存在的问题，优化管理和提升设备质量，从而不断的提高电力质量，促进整体风力发电电能质量提升。

参考文献

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