風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施

成飛　王斐　暢蓬博

摘 要：最近幾年來，我國經(jīng)濟呈現(xiàn)高速發(fā)展的趨勢，人們對日常生活的要求越來越高。電能已經(jīng)成為人們必不可少的能源，我國對新能源的關(guān)注度越來越高，尤其是“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”提出以來，人們對如何提高風能、水能等新能源的利用率展開了研究。本文以風力發(fā)電做為切入點，就風力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)展開討論，并且提出了電能質(zhì)量的控制措施。

關(guān)鍵詞：風力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能質(zhì)量;控制措施

引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力的應用也越來越廣泛，人們在日常生活中越來越離不開電力。我國的發(fā)電方法非常多，主要包括火力發(fā)電，水力發(fā)電以及風力發(fā)電。因為風的可利用性非常強，而且我國風力資源非常豐富，因此我國主要應用的發(fā)電技術(shù)還是風力發(fā)電。為了更充分的利用風力能源，我國在風力發(fā)電技術(shù)方面發(fā)展的非常迅速。風力發(fā)電技術(shù)的進步推動了風力發(fā)電的廣泛應用，也促進了我國風力發(fā)電廠的建設。但是風力發(fā)電的供電網(wǎng)絡中心跟其他發(fā)電方式相比穩(wěn)定性較弱，抵抗外界干擾的能力也比較差，不能受到過于大的沖擊力。這就使得風力發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的問題，因此如何解決風力發(fā)電容易出現(xiàn)故障的技術(shù)性問題和提高風力發(fā)電電能質(zhì)量問題便顯得越來越重要。本文便是從解決風力發(fā)電穩(wěn)定性較弱，抵抗能力較差的問題出發(fā)，不斷的提高風力發(fā)電的質(zhì)量，為風力發(fā)電在我國的更廣泛的應用做保障。

1 風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

1.1 異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)

這一并網(wǎng)技術(shù)相對于同步風力發(fā)電機組來說，主要是借助轉(zhuǎn)差率實現(xiàn)對于發(fā)電機的運行負荷的調(diào)整目標，對于具體的調(diào)速精度要求并不高，能夠減少相關(guān)同步設備安裝的繁瑣，也可以省去整步操作環(huán)節(jié)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的適當調(diào)整，保證發(fā)電機能夠接近同步轉(zhuǎn)速即可。這一并網(wǎng)技術(shù)的缺點在于在具體的并網(wǎng)操作中可能會產(chǎn)生沖擊電流，且電流過大的情況下，會導致電網(wǎng)電壓水平降低，對于電網(wǎng)的安全運行也是不利的。在異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)應用中，需要進行無功補償，避免抽選磁路飽和和電流增大問題。

1.2 同步風力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)

這一發(fā)電機組主要是將風力發(fā)電機和同步發(fā)電機相結(jié)合，在進行同步發(fā)電機的運行中，能夠輸出有效有功功率，且能夠為發(fā)電機組提供必要的無功功率，促進周波穩(wěn)定性提升，對于提高電能穩(wěn)定性具有一定的效用。在目前風力發(fā)電中，這種發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)應用相對較多。一般情況下，風速波動明顯，會造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)較大的波動，影響發(fā)電機組并網(wǎng)調(diào)速的準確性，將兩種發(fā)電機結(jié)合起來，需要對于這些隱患進行分析，采用在電網(wǎng)和發(fā)電機組之間安裝變頻器的方法，避免電力系統(tǒng)無功振蕩和步失，提升并網(wǎng)質(zhì)量。

2 解決風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)問題和提高電能質(zhì)量控制的措施

2.1 做好諧波抑制措施

在進行風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應用時，想要提高電能質(zhì)量控制效果，可以使用靜止無功補償器抑制諧波。靜止無功補償器可以對諧波危害問題進行有效的抑制，這種補償器主要是由電抗器，諧波過濾裝置和多臺可投切電容器等共同構(gòu)成。靜止無功補償器的最大特征就是具有非常強的反應能力，可以對無功功率進行實時監(jiān)測，還能夠?qū)崟r的調(diào)整由于風速不穩(wěn)定導致的電壓變化，從而實現(xiàn)將諧波完全的濾除，從而不斷的提高風力發(fā)電技術(shù)的應用，提升整體電網(wǎng)的電能供應質(zhì)量。

2.2 完善風電信息分析工作，強化并網(wǎng)管理

第二項工作是加強信息的管理以及提高并網(wǎng)技術(shù)體系。為了提高風力并網(wǎng)工作的完成效率，相關(guān)的技術(shù)人員應該在風力發(fā)電的過程中，建立信息完善平臺，對風力發(fā)電的數(shù)據(jù)以及信息進行收集、整理。信息的收集以及整理是一項十分漫長的過程，包括多個行業(yè)、多個領(lǐng)域，其中風電規(guī)劃前期、后期以及運行中期的數(shù)據(jù)都應該進行記錄，數(shù)據(jù)的完整性對并網(wǎng)的后期管理具有十分重要的作用。并網(wǎng)管理是多方面的，為了提高并網(wǎng)管理的質(zhì)量，相關(guān)的單位應該建立專門的管理隊伍，對并網(wǎng)進行大規(guī)模的監(jiān)管、檢測，進一步完善風力發(fā)電的管理體系，除此之外，對于大型的風力發(fā)電項目，要做好年度的規(guī)劃，對風力發(fā)電的情況進行嚴格的記錄，根據(jù)有關(guān)的資料顯示，風力發(fā)電管理體系的制定以及完善可以從根本上提高用電的質(zhì)量情況，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的工作效率。

2.3 提升設備可靠性，優(yōu)化機組設計

對于發(fā)電業(yè)務，除了要關(guān)注設備本身的問題，更希望的是把發(fā)電廠中的風力發(fā)電機組、輸電線路、SVG、變電設備等各個環(huán)節(jié)連在一起，從系統(tǒng)的角度來看，而對于設備廠商，比如風機，是一個相對獨立、完整系統(tǒng)，但從我們的角度，卻是整體的一環(huán)。兩者之間對于可靠性管理的側(cè)重點有相同，也有不同。無論是設備的可靠性，還是系統(tǒng)的可靠性，還是要從技術(shù)和管理兩個層面串起來，整體考慮如何做到真正的可靠。在現(xiàn)有風電場投資經(jīng)濟模型下實現(xiàn)風電場的預期收益，必須使用大兆瓦、高效率、小體積、低重量、便于運輸、吊裝安全的風電機組，以實現(xiàn)風電場整體投資不增加的情況下，提升發(fā)電量，降低度電成本。同時技術(shù)路線的多樣化亦可推動風電機組技術(shù)進步，還有綠色制造也是在風電發(fā)展建設中需要重點考慮的問題?？傮w來看，未來風電行業(yè)的技術(shù)發(fā)力點集中在以下方面：增大風電機組的單機容量;提高葉輪的捕風能力;提高風能轉(zhuǎn)換效率;提高機組及部件質(zhì)量;增強機組運輸、安裝便捷性;增強機組環(huán)境適應性等，相關(guān)風電企業(yè)要進一步提升設備可靠性，研究機組優(yōu)化的有效措施，促進整體風電機組工作效率的提升。

2.4 提高技術(shù)人員的專業(yè)能力

電力企業(yè)可以針對風電并網(wǎng)工作加強相關(guān)技術(shù)人員的技術(shù)培訓，定期組織專業(yè)知識的培訓，從而提高技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)，不斷的提升整體風力發(fā)電網(wǎng)絡的服務質(zhì)量。電力企業(yè)可以針對風機葉片結(jié)構(gòu)、故障診斷、損傷維修以及運行維護等方面開展培訓工作，安排相關(guān)技術(shù)人員就嚴重葉片缺陷的識別，分類分級和缺陷修復建議等問題進行深入的探討和學習。風力發(fā)電企業(yè)要繼續(xù)加強技術(shù)交流和業(yè)務培訓，推進風力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新和應用，不斷的提高風力發(fā)電變電技術(shù)及電能質(zhì)量的控制，為電力生產(chǎn)的運行和維護提供有力的技術(shù)支持。

2.5 動態(tài)電壓恢復器的應用

在中低壓配電網(wǎng)中，有功功率進行快速波動也會造成電壓閃電的情況的發(fā)生。為了解決這種情況，就需要要求補償裝置在對無功功率進行補償?shù)耐瑫r，還有能夠提供瞬時有功功率的補償。動態(tài)電壓恢復器是帶有儲能單元的補償裝置，他的出現(xiàn)取代了傳統(tǒng)的無功補償裝置。能單元，能夠在ms級內(nèi)以正常電壓和故障電壓的差值，向系統(tǒng)注入電壓，可以有效解決系統(tǒng)電壓波動對客戶的影響。動態(tài)電壓恢復器能夠在非常短的時間內(nèi)向系統(tǒng)傳輸電壓，可以有效的改善電能質(zhì)量和動態(tài)電壓，是解決電壓波動、諧波等動態(tài)電壓質(zhì)量問題的最佳方法。

結(jié)語

隨著我國對于電力技術(shù)的不斷研究和深入發(fā)展，我國的風力發(fā)電技術(shù)在不斷的進步，但是我國的風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)依舊不夠完善，風力發(fā)電缺乏適用的普遍性，由于環(huán)境的限制，無法應用于全部風電企業(yè)。風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是未來電力生產(chǎn)的主要技術(shù)模式，加之我國的風力資源十分豐富，我國必須要加緊對風力發(fā)電研究技術(shù)的研究，進一步提升風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)機組優(yōu)化，解決現(xiàn)有的風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)存在的問題，優(yōu)化管理和提升設備質(zhì)量，從而不斷的提高電力質(zhì)量，促進整體風力發(fā)電電能質(zhì)量提升。

參考文獻

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