浅析风力发电并网技术及电能控制

刘风涛

摘要：风力发电技术日趋成熟，电厂容量在不断增加，虽然可以在一定程度上缓解社会生产与电力资源之间的供需矛盾，但是风电总量的增加还是对电网系统产生了一定影响。一般风力发电厂多建设在地广人稀地区，远离供电网中心区域，所需承受的冲击力比较小，在并网时就很容易导致配电网出现谐波污染与闪变问题。并且受风力发电特性影响，其不稳定性也会影响电网整体供电质量。因此还需要加强对风力发电并网技术与电能控制策略的研究。

关键词：风力发电;并网技术;电能控制;分析

1导言

当前，我国的风力发电规模越来越大，风电电场容量也持续增加，这对于缓解我国不断增加的用电需求与传统发电之间的矛盾起到了非常重要的作用。风力发电是将风的势能转化为电能，这种发电方式更加绿色环保，而且风能是可再生能源，所以风力发电是一种有非常光明的应用前景的发电模式。随着社会经济的不断发展，未来风力发电的容量必然会越来越高。但是，我国风电在取得成绩的同时，也要看到与国际先进国家之间的技术差距，尤其是我国的风电技术与世界上的风电强国如德国相比，还有一定差距，具体表现在风电并网过程中容易出现谐波污染与闪变问题，无法保证供电质量的持续稳定性，所以，针对风力发电并网技术展开研究，对于我国当前的风力发电有非常重要的意义。

2风力发电并网技术

2.1同步并网技术

同步发电机机组与风力发电机组保持相同步调，是风力发电并网技术实现的最佳效果。对于风力发电来讲，整个过程并不稳定，受风力、风速、风向等因素影响较大，因此发电转子也会产生较大幅度的摇摆，使得风电并网调速难以满足同步发电机的精度，有非常大的可能会出现失步状况。怎样才能够实现和推广风力发电的同步并网一直都是技术研究要点，目前已经取得了初步效果，可以为风力发电与发电运营提供一定支持。

2.2异步并网技术

异步发电动力组和风力发电动力组两者先进行结合然后保持相同步调运转，则为异步并网技术，与同步并网技术相比，受限的可能性极大程度上地降低，无需风力发电并网调速精准做到与同步发电机精度一致，只需要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的协调一致即可。风力电机组搭配使用的异步发电机方式，可避免整个系统设置复杂的控制装置，并且在并网后，也不必担心产生无振荡或者失步问题，整体运行状态相对稳定。但是就实际应用效果来看，电力发电异步并网技术还存在一定缺陷，部分情况下在并网后，会因为冲击电流过大、电压降低等因素干扰，而导致风力发电系统异常，尤其是不稳定系统频率值降低过大，会导致异步发电机的电流急劇增大，造成系统运行过载，甚至整个瘫痪，生产安全风险增大，因此想要选择此种并网方式，还需要提前做好相关准备工作，采取一定措施来维持异步风力发电机组的稳定运行状态。

3风电并网运转运行实验

3.1动态无功抵偿设备公用特性测试实验

对风电并网运转方式进行实验，动态无功抵偿设备功用特性测试就是其中之一，主要目的就是确定电容抵偿投切的一系列步骤以及操作是否符合相关标准。整个实验操作非常简单，要求在运转机组进行并网的过程中，对发电机的输出功率进行调整，同时还需要改变机组的负载状态。并且，在实际操作中为了降低各项因素对实验结果可靠性的干扰，应尽量保证在尽量差工况以及风速不稳定的发电状态下来进行实验，可最大程度地保证实验结果的准确性。

3.2风电场电能质量测试实验

在进行风电场电能质量测试实验前，应确定风电场风机处于停运状态下，并对所有并网点进行一次全面检测，通过此项操作来验证确定各次谐波电压的安稳度以及电压总谐波是否正常。假如风电场处于正常的运转状态，则应对各功率区间、谐波电压来进行测试，由此便可来判断风电场谐波电流是否符合相关标准。

4风力发电并网技术与电能质量控制策略

4.1加强对谐波的抑制

在风力发电并网的实际实施过程中，要想使电能的质量控制效果得到整体提升，就可以对静止无功补偿器进行合理应用，有效抑制谐波危害等问题。静止无功补偿器主要是由多种装置构成，其存在非常快的反应速度，可以实时跟踪不断变化的无功功率，同时可以有效调节由于风速不稳定，而导致的电压变化等问题，最终充分实现谐波滤除的作用，使电网的整体电能供应质量显著提高。

4.2注重对风电信息分析工作的完善

在开展风电并网工作时，要建立相应的风电信息统计与分析平台，进而提供更加高效的信息服务。在其平台建立完成后，就可以形成全过程的信息库，使相关政府部门可以及时获得更加准确的风电服务信息，进一步增强风电接入系统的工程管理力度，使风电并网送输过程得到有效保证。针对一些大型的风电基础项目，就要做好前期准备工作，强化地方核准风电项目的计划管理工作，逐渐制定科学的并网检测规定，将并网检测制度充分落实。针对风电运行，还要强化管理过程，对风电调度实现科学的计划管理，进一步提升并网管理质量。

4.3进一步优化机组设计

针对风电发电业务，不仅要加强对设备自身问题的关注，还要有效连接风力发电机组的各个环节，合理控制风力发电设备的可靠性，在对风电机组的选择过程中，要尽可能选择具备大兆瓦和小体积等特点的风电机组，使风电机组的运输更加便利，提高吊装的安全性，合理控制风电场的整体投资。可以通过对叶轮捕风能力和风能转换效率提高等方式，进一步提升设备整体的可靠性，明显增强风电机组的整体工作效率。

4.4增强对故障的诊断力度

企业要在风电并网工作过程中，定期组织相关工作人员参与技术培训活动，使风电服务的整体质量可以明显提升。在企业开展技术培训活动时，要加强对风力叶片结构的讲解，重点关注风机故障诊断和维修等环节，还要要求相关工作人员注重风机的日常运行维护工作，对风机的叶片故障原因进行深入分析与研究，选择科学合理的故障诊断技术，及时采取有效的措施，对风机叶片故障进行有效解决。企业还要为相关工作人员提供较多的技术交流机会，进一步实现技术的优化与创新，为电力生产与运行维护提供较大的力量作为支撑。

5结论

总之，在未来的电力生产中，风力发电并网技术会成为一种主要技术模式，同时我国具备非常丰富的风力资源，因此就需要我国对风机发电并网技术进行全面的分析与研究，逐渐提升并网技术水平，对发电机组进行合理优化，使现有的风力发电并网技术问题得到充分解决，对风力发电过程进行严格管理，从而为风力发电的电能整体质量提供保障。

参考文献

[1]张玉林.探究风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].工程建设与设计，2019（22）：55-56+62.

[2]周利鹏.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技创新导报，2018，15（36）：70-71.