探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略

来源：SCI期刊网 分类：电子论文 时间：2021-12-08 09:34 热度：

　　摘要：在环保大背景下，践行环保理念，实现可再生资源的开发与利用，成为现阶段各个行业所关注的重点内容。风能是众多可再生资源之一，具有清洁无污染特点，达到保护环境的目的。为了满足人们用电需求，应在风力系统中广泛运用风力发电技术，为人们提供高质量的电能。因此，梳理风力发电并网技术，掌握电能质量控制策略，旨在获取较高的经济效益与社会效益，并为风力发电并网工作提供一定的参考。

　　关键词：风力发电;并网技术;电能质量控制

　　较之传统火电发电，风力发电具有不可比拟的优势，高效践行环境保护战略，加快风力资源的开发，并推动风力发电的快速发展。风力发电厂电容量不断扩增的情况下，对电网系统产生影响，且使得电能质量受到不同程度的影响。导致电能质量受到影响的主要因素为风电机组输出功率不稳定，而造成上述现象的主要原因在于风力资源的不确定性和风电机组的运行特点。现阶段，我国风力发电机组并网运行模式主要为软并网模式，其在启动时会产生较大的冲击电流，对电网系统的稳定运行产生不利影响，进而影响电能质量。基于此，应梳理风力发电并网技术，着重分析电能质量控制策略。

　　1 风力发电并网的重要性

　　传统发电模式主要将热能转变为电能，但在能量转变过程中，对环境造成了严重的破坏，而且污染处理成本较高。

　　风力资源为绿色可再生资源，其在转变电能过程中，不会产生任何污染物质，切实实现绿色环保目标，实现我国经济绿色可持续发展。现阶段，我国重视风能资源的开发，风力发电厂规模不断扩大，风力发电量逐渐增加，满足人们的用电需求。为了推进风力发电的快速发展，应重视风电并网技术的发展，实现离网型风电形式优势充分发挥的目的。相比较于传统火力发电，风力发电技术具有众多优势，主要包含施工周期较短、占地面积较少、污染物排放较少，对推动智能化电网管理有积极意义。风力发电并网技术可实现电能的充分利用，并提高洁净能源的运用价值。

　　2 风力发电并网技术

　　我国现阶段风力发电并网技术主要分为 2 种类型，一种为同步风电机组并网技术，另一种为异步风电机组并网技术，无论是哪种风力发电并网技术，均可以完成电能的供应及有效输出。 2.1 同步发电机组并网技术同步发电机组并网技术的实际工作状态能够在形成无功功率的同时实现有功功率的输出，其周波较为稳定，所产生的电能质量较高，确保终端用电设备的正常运转，被广泛地运用在电力系统中。但其具有一些弊端，即无法有效控制风速，使得运行转子转矩无法保持稳定运行，并对电力系统产生较大的冲击，降低设备的使用寿命。同步发电机组并网技术在电力系统实际应用期间，其常常出现运行所需精度与转子转矩之间不符的问题，降低了电能质量，难以保障最终形成的电压与电网电压保持一致。另外，若电力系统工作人员在进行并网过程中无法高效控制该技术，极易出现失步或者无功振荡等问题，影响电能质量。为了扩大同步发电机组并网技术的运用范围，应借助在电机与电网间安置变频装置技术实现，加快同步发电机组并网技术的应用速度。

　　2.2 异步发电机组并网技术

　　与同步发电机组并网技术相比较，异步发电机组并网技术并不需要高精度机组调速，其仅需要保持基本转速与同步转速就可以实现并网操作。异步风力发电机能够可靠稳定的运行，且控制装置较为简单。但随着异步风力发电机组并网发展，凸显诸多问题影响电能质量，尤其是并网后所产生的较大冲击电流，增加风电机组电力安全隐患;另外，异步风力发电机组并网后，容易出现磁路饱和情况，进而增加励磁电流，降低系统功率。为了保障异步发电机组并网运行稳定安全，应强化对异步风电机组运行状态的监督。相比较于同步发电机组并网技术，异步发电机组并网技术较为复杂，若无法直接进行并网，则会产生较大的冲击电流，影响电力系统的正常稳定运行。要想实现异步发电机组并网技术的广泛推广，电厂运行部门需做好相应的预防措施。

　　3 风能质量控制策略

　　3.1 电压波动以及闪变抑制

　　在风力发电并网中，抑制电压波动以及闪变是控制电能质量的重要措施之一。因此可在电力系统运行中添加有源电力滤波设备、动态电压恢复设备，其中前者可实现对电压闪变现象的控制，后者实现对电压波动的控制。有源电力滤波设备可对负荷电流波动时产生的无功电流进行补偿。在电力滤波设备中放置具有关断功能的电子器件，可实现对系统电源的有效替换，并将畸变电流向电压负荷输送，促使电力系统向负荷输送加正弦基波，保障电能的质量。在电力系统中运用有源电力滤波设备，凸显其诸多优势，即闪变补偿率高、电压波动范围大，进而保障电力系统稳定运行。动态电压恢复设备可实现对电压快速变化进行有功、无功功率的补偿。在功率补偿装置中，具有储能单元的补偿装置发挥着无功补偿装置不可比拟的作用，其可实现对电能质量的有效提升。在动态电压恢复器内设置储能单元，其可实现对负荷电压的实时补偿，明确解决电力系统中电压波动问题，增强电能质量控制水平。在电压波动抑制中，动态电压恢复设备发挥着至关重要的作用。

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　　3.2 增强电能消纳水平

　　现阶段，我国并未实现全国电网智能联网的目标，若是部分地区发电量超高，则会出现窝电现象，影响风力发电并网发展。究其原因，部分地区传统火力发电的电能能够满足该地区人们的用电需求，风力发电厂成为可有可无的基础设施。风力发电厂若长时间未能得到有效运用，使得风力发电设备闲置，会造成社会资源浪费。为了提高风力发电设备的利用率，降低社会资源浪费率，鼓励地区建设过程中提升电能利用水平，并依据地区实际情况实现电能价格的调整，确保当地人们能够充分利用风力发电的电能，减轻传统火力发电厂的电能输送，对保护周围环境有积极影响。另外，依据不同地区的用电高峰调节用电电能输送情况，科学合理制定调峰机制推进风力发电并网工作的开展。风力发电反调峰作用说明其输出功率不稳定，为了保障其反调峰作用的正常发挥，应建立智能化系统实现对用电峰值进行动态监测，确保风力发电与电网运行互补，提高风电并网的供电质量。

　　3.3 实现电网智能化发展

　　风电并网对电力系统产生的冲击较大，为了降低冲击力度，应在电网设计过程中，重视风力发电机组的影响，避免继电保护装置产生误动现象，严重影响电网运行的稳定性。另外，在风力发电机组融入电网的同时，将智能化设备融入，能够有效解决电压闪变、谐波等问题，实现电网的稳定运行。在电力事业快速发展中，电网智能化为主流方向，其有助于实现电能的高效输送，降低窝电现象的发生率，平衡各地区电能需求量，实现电能资源的充分利用，降低社会资源的浪费率。

　　3.4 机组设计改进

　　在风力发电并网中，不仅要重视风力发电设备自身质量问题，也需要重视不同环节的衔接质量。在电力系统中，风电机组为重要组成部分，为了保障电力系统的稳定运行，既要从设备可靠性方面入手，也需要从系统可靠性方面分析，进而实现全方位策略的制定，使得风力发电机组取得预期的经济效益、社会效益。控制风电场的额外投资，实现用电成本的有效控制，对提升发电量有着积极影响;且选择自重较轻、体积较小、运行效率较高的风电机组，对控制风电场成本有重要作用。另外，以风电机组设计改进工作实现设备可靠性的提升，对风力发电并网工作有积极作用。

　　4 结语

　　综上所述，在电力事业快速发展中，重视风力发电并网技术的应用，可实现对风力资源的有效开发与运用，践行环境保护理念的同时提升电能质量。另外，明确不同风力发电并网技术的优劣势，并通过电压波动以及闪变抑制、增强电能消纳水平、实现电网智能化发展、机组设计改进等策略实现电能质量的控制，推进风力电网并网发展。——论文作者：侯杰

　　参考文献：

　　[1] 关小明 . 风力发电并网技术及电能质量控制研究 [J]. 科技风 ,2020(22):143.

　　[2] 林勇 . 风力发电并网技术及电能质量控制对策探析 [J]. 装备维修技术 ,2020(02):182.

文章名称：探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略

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