風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)及電能質(zhì)量控制的相關(guān)探討

王軼夫

摘要：近年來，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，為了改善風(fēng)力發(fā)電的性能，在電網(wǎng)接入與控制等方面提出了新方法。成本越來越低的電力電子技術(shù)不僅可以通過調(diào)整扇片速度來獲取更多的風(fēng)能，還可以為風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中存在的各種電能質(zhì)量問題（比如諧波、無功等）提供科學(xué)、有效的解決方案。正因?yàn)橛须娏﹄娮蛹夹g(shù)的支撐，風(fēng)力發(fā)電備受關(guān)注。作為風(fēng)力發(fā)電中的關(guān)鍵技術(shù)，并網(wǎng)技術(shù)直接決定了風(fēng)力發(fā)電的最終效果，因此，有必要對(duì)其進(jìn)行深入的研究，最大化地發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的效能。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng);電能質(zhì)量控制;相關(guān)探討

前言

風(fēng)能資源是可再生的潔凈無污染資源，是最具有開發(fā)性的資源之一，隨著我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的提高，我國(guó)已經(jīng)從小型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展到了大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，即就是我們常說的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。在發(fā)電過程中，采用大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行能夠更高的對(duì)風(fēng)力資源的利用、提高發(fā)電效率、節(jié)約發(fā)電成本，最主要還能給電能質(zhì)量帶來比較良好的影響，取得了電能質(zhì)量控制卓越的成果，緩解了我國(guó)用電緊張的情況，提高了電能質(zhì)量，為人們的生活提供了保障。

1 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

1.1 優(yōu)勢(shì)

風(fēng)力資源對(duì)任何一個(gè)城市來說，都是非常重要的自然資源，利用風(fēng)力資源發(fā)電已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的主題，傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)沒有辦法適應(yīng)現(xiàn)階段快速發(fā)展的社會(huì)，因此必須采用先進(jìn)的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠充分利用風(fēng)力資源，節(jié)省成本，其根本原因在于“并網(wǎng)”。并網(wǎng)在電力行業(yè)的解釋為：發(fā)電機(jī)組的輸電線路與輸電網(wǎng)接通（開始向外輸電）。這種方式滿足了廣大人們的用電需求，不僅可以將電力資源及時(shí)輸出，而且在供應(yīng)方面也達(dá)到了較高的水平，為持續(xù)供電提供了保障。

1.2 實(shí)施對(duì)象

任何一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)都不能完全停留在理論上，必須進(jìn)行實(shí)踐。風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)作為一項(xiàng)比較先進(jìn)的技術(shù)，必須在人們的工作和生活中進(jìn)行實(shí)踐。在實(shí)施的時(shí)候，首要要以一部分人為實(shí)施對(duì)象，比方說工作族或者普通老百姓，他們是社會(huì)上數(shù)量較大的群體，以他們?yōu)閷?shí)施對(duì)象，可以比較準(zhǔn)確的反映出風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的實(shí)施效果。其次，要在一些上流社會(huì)的人群中進(jìn)行實(shí)施，因?yàn)檫@部分人在生活和工作中用電量比較高，具有一定的代表性，如果風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)能夠保證這部分人的用電需求，那么就可以進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。第三，要在某一部分企業(yè)和單位中實(shí)施，企業(yè)和單位的用電量是相當(dāng)龐大的，個(gè)體的用電量根本沒有辦法和企業(yè)、單位相比，因此，要在企業(yè)和單位中實(shí)施，如果風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)能夠供應(yīng)用電，說明有一定的可行性，如果出現(xiàn)問題，可以及時(shí)的改正。對(duì)企業(yè)和單位來說，是有一定益處的。如果能夠適應(yīng)企業(yè)和單位的用電，那么對(duì)于社會(huì)上的家庭用電供給，應(yīng)該不會(huì)有什么大的問題。

1.3 注意事項(xiàng)

任何一項(xiàng)新的技術(shù)都會(huì)有一些注意事項(xiàng)，無論是較高的科學(xué)技術(shù)，還是比較普通的實(shí)用技術(shù)，對(duì)于所有人來說，都要遵守一定的規(guī)則，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)也是如此。首先，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)要注意繼電保護(hù)。簡(jiǎn)單來講，就是在設(shè)置保護(hù)與確定保護(hù)定值要考慮到的一些因素，比方說，目前一般風(fēng)機(jī)出口電壓是低壓系統(tǒng)，從35kv側(cè)的等值電路來看，風(fēng)機(jī)及相應(yīng)的低壓電纜相當(dāng)于一個(gè)很大的限流電抗，短路電流無法送出。另外，風(fēng)機(jī)自身也需要有全面的微機(jī)保護(hù)。其次要注意電網(wǎng)電壓的調(diào)整，主要表現(xiàn)在有些風(fēng)電場(chǎng)處于電網(wǎng)末端，電壓較低，在進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)有一項(xiàng)很重要得工作就是變壓器電壓分接頭設(shè)計(jì)，既要保證風(fēng)機(jī)的出口電壓，又要確保線路上其它用戶的要求。以上兩點(diǎn)在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)時(shí)需要格外注意，一旦出現(xiàn)問題，基本上可以從這兩方面著手;在改進(jìn)技術(shù)的時(shí)候，也可以從這兩方面出發(fā)。

2 控制電能質(zhì)量的具體策略

2.1 抑制諧波

對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行控制首先可通過抑制諧波來實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)中添加靜止無功補(bǔ)償設(shè)備，電抗器、可投切電容器等裝置使禁止無功補(bǔ)償設(shè)備中所包含的，其能夠確認(rèn)無功功率有沒有出現(xiàn)變化，對(duì)變化狀態(tài)的無功功率加以跟蹤，具有反應(yīng)速度快，反應(yīng)及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。靜止無功補(bǔ)償設(shè)備能夠有效調(diào)節(jié)電壓起伏現(xiàn)象，如風(fēng)速不穩(wěn)定所導(dǎo)致的電壓起伏現(xiàn)象，最終達(dá)到消除諧波的效果，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況不影響到電網(wǎng)電能質(zhì)量。

2.2 抑制電壓波動(dòng)以及閃變

2.2.1添加有源電力濾波設(shè)備在系統(tǒng)當(dāng)中

實(shí)際工作中為了避免電壓閃變現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以再劇烈波動(dòng)負(fù)荷電流出現(xiàn)的時(shí)候，對(duì)因?yàn)樨?fù)荷變化導(dǎo)致的無功電流加以補(bǔ)償，使負(fù)荷電流得到及時(shí)補(bǔ)償?？申P(guān)斷電子設(shè)備是有源電力濾波設(shè)備中所用到的電子零件，因此系統(tǒng)電源可以用電子控制設(shè)備替換，向電壓負(fù)荷輸送畸變電流，使系統(tǒng)能夠確保把正弦基波電流只向負(fù)荷提供。有源電力濾波設(shè)備有著反應(yīng)速度快、電壓波動(dòng)范圍大、設(shè)備可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定率高、閃變補(bǔ)償率高的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.2添加動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)設(shè)備在系統(tǒng)當(dāng)中

可以添加動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)設(shè)備在系統(tǒng)中在中低壓類型配電網(wǎng)的情況下，因?yàn)槠渫瑯訒?huì)發(fā)生電壓閃變問題在有功功率高速波動(dòng)過程中。與此同時(shí)需要更加優(yōu)秀的補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償裝置要在提供無功功率的同時(shí)能夠補(bǔ)償有功功率，因?yàn)檠a(bǔ)償設(shè)備自身帶有儲(chǔ)能單元，故可以使電能的整體質(zhì)量得到提升。

2.3 改善電能質(zhì)量

對(duì)于電能質(zhì)量而言，理想狀態(tài)為正弦波，但受一些因素的影響，波形會(huì)出現(xiàn)偏離，即產(chǎn)生電能質(zhì)量問題?，F(xiàn)階段，諸多城市中電能質(zhì)量都不高，影響人們的正常工作及生活，所以改善與控制電能質(zhì)量勢(shì)在必行。在電能質(zhì)量改善中，首先，針對(duì)電功率因素進(jìn)行改善，確保無功就地平衡，需要注意的是供電半徑要確保合理;其次，供電線路導(dǎo)線截面的選擇，對(duì)變電與配電設(shè)備合理配置，避免超負(fù)荷運(yùn)行;最后，適當(dāng)設(shè)置調(diào)壓措施，如變壓器加裝有載調(diào)壓裝置、串聯(lián)不暢、安裝靜電電容器或同期調(diào)試相機(jī)等，上述措施實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)電能質(zhì)量都具有改善作用。此外，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還需要對(duì)人們的用電情況進(jìn)行調(diào)查，尋找影響電能質(zhì)量的原因，采取更有效、更具針對(duì)性的措施來改善電能質(zhì)量。

3 結(jié)語

鑒于電壓波動(dòng)與閃變和諧波等問題的存在，風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量始終都無法得到認(rèn)可。因此，有效利用風(fēng)能來提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的效率，減小電力諧波、并網(wǎng)沖擊，讓功率因素得到實(shí)質(zhì)性的提升是目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域需要重點(diǎn)研究的課題之一。只有解決了這些問題，才能充分體現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電的效能。

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