風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制探究

馬興德

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)于電力的需求日趨升高，給發(fā)電單位以及電力市場(chǎng)帶來(lái)更高的要求。而傳統(tǒng)的火電形式，因?yàn)槊禾磕茉从邢抟约拔廴緡?yán)重，面對(duì)生態(tài)文明建設(shè)的要求，發(fā)展遇到一定阻礙，所以國(guó)家一直在推行新能源的發(fā)展。風(fēng)電就是其中十分有效的一種，隨著風(fēng)電技術(shù)的逐漸成熟，風(fēng)電容量逐漸增加，需要并入電網(wǎng)體系中。本次就對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)以及電能質(zhì)量控制內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù);電能質(zhì)量控制;影響;措施

1引言

風(fēng)力發(fā)電在當(dāng)前社會(huì)屬于新型發(fā)電模式，雖然早就有所發(fā)展，但目前對(duì)其運(yùn)維管理依然處于探索階段。新時(shí)期提出新能源布局之后，考慮能源的持續(xù)使用以及生態(tài)環(huán)保的目標(biāo)，像風(fēng)能、太陽(yáng)能等的發(fā)展成為電力領(lǐng)域的重點(diǎn)。而因?yàn)轱L(fēng)能本身分布的特點(diǎn)以及發(fā)電運(yùn)行的特性，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電容量逐漸增大，需要采取并網(wǎng)方式，并入電力系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)，以更好地滿足社會(huì)發(fā)展的用電需求。但是并網(wǎng)操作會(huì)對(duì)電能質(zhì)量帶來(lái)一定影響，所以要密切認(rèn)識(shí)到這些影響，選擇合適的并網(wǎng)技術(shù)，并關(guān)注電能質(zhì)量的控制。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)概述

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)是電能輸出的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，有助于維持風(fēng)力到電能的穩(wěn)定轉(zhuǎn)化，保證風(fēng)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行以及風(fēng)電的穩(wěn)定供應(yīng)。目前來(lái)說(shuō)，風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)主要有兩種，一種是同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)是將風(fēng)力發(fā)電機(jī)與同步發(fā)電機(jī)（擁有體積小、結(jié)構(gòu)密集、效率高、成本穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)）相結(jié)合，后者可以為風(fēng)電提供對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率和周波的穩(wěn)定支持，應(yīng)用廣泛，而且維護(hù)成本較低，負(fù)載轉(zhuǎn)速水平高，可以保持周波的穩(wěn)定性，從而提升風(fēng)電質(zhì)量。另一種是異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，該技術(shù)是利用轉(zhuǎn)差率和電力運(yùn)行的負(fù)荷進(jìn)行目標(biāo)調(diào)整，相對(duì)來(lái)說(shuō)對(duì)于調(diào)速精度的要求較低，所以支持設(shè)備結(jié)構(gòu)體系的簡(jiǎn)化，能夠降低設(shè)備安裝的復(fù)雜程度，同時(shí)降低發(fā)電成本;但該技術(shù)也存在一定缺陷，那就是從極電流過(guò)大，會(huì)降低電網(wǎng)的電壓水平，威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行;所以應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，盡量降低抽選磁路飽和、電流增大等問(wèn)題的發(fā)生，強(qiáng)化對(duì)并網(wǎng)操作的控制以及對(duì)各個(gè)參數(shù)的控制，避免出現(xiàn)重大失誤，保證安全并網(wǎng)。

3風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響

3.1諧波影響

這個(gè)問(wèn)題是最為關(guān)鍵和常見(jiàn)的影響，而且對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)都有一定影響。在當(dāng)前風(fēng)電并網(wǎng)實(shí)踐中，出現(xiàn)諧波的因素主要有兩個(gè)方面，一是并網(wǎng)操作中逆變器會(huì)出現(xiàn)諧波，二是風(fēng)力電源接通后的運(yùn)行過(guò)程會(huì)出現(xiàn)諧波。產(chǎn)生的諧波進(jìn)入電網(wǎng)后，會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量造成明顯影響。因?yàn)楫?dāng)前的風(fēng)電并網(wǎng)大部分采取的是軟并網(wǎng)技術(shù)，所以在并網(wǎng)沖容易出現(xiàn)大沖擊電流，導(dǎo)致外界風(fēng)速超過(guò)切出風(fēng)速，使得風(fēng)電機(jī)組不能維持額定狀態(tài)運(yùn)行，所以會(huì)造成電網(wǎng)電能質(zhì)量下降的問(wèn)題。

3.2電壓波與閃變

因?yàn)轱L(fēng)電屬于新能源類型之一，可再生無(wú)污染，所以在可持續(xù)發(fā)展理念下，表現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢(shì)，風(fēng)電并網(wǎng)容量近年來(lái)持續(xù)增加，增速較高。但隨著容量的增加，風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)于電網(wǎng)造成的影響也更加突出。其中電壓波動(dòng)與閃變就是比較明顯的影響之一。風(fēng)電并網(wǎng)過(guò)程中，如果連接位置與配電變壓器之間的距離過(guò)小，那么電壓閃變的影響相對(duì)不大，但會(huì)帶來(lái)顯著的電流影響，導(dǎo)致饋線附近的電壓展現(xiàn)出劇烈變動(dòng)，進(jìn)而有可能損壞風(fēng)電機(jī)組設(shè)備。還有一點(diǎn)，風(fēng)電并網(wǎng)后會(huì)增加電網(wǎng)電壓，特別是當(dāng)前風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)大部分選擇的異步電機(jī)配合方式，其持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)建立起旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，導(dǎo)致?lián)p失大量的無(wú)功功率。再加上功率分布方式對(duì)電網(wǎng)電壓造成干擾，導(dǎo)致并網(wǎng)以后一些無(wú)功功率被消耗，所以電網(wǎng)壓降迅速提升，影響到電能質(zhì)量。

4基于并網(wǎng)技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量控制措施

4.1強(qiáng)化設(shè)備更新和管理

風(fēng)電發(fā)電過(guò)程中，機(jī)組設(shè)備發(fā)揮著重要作用，也對(duì)電能質(zhì)量有直接影響。所以新時(shí)期需要在并網(wǎng)技術(shù)之下，強(qiáng)化風(fēng)電機(jī)組設(shè)備的更新和管理，對(duì)機(jī)組設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的有效控制。新時(shí)期要注意實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、輸電線路以及 SVG 和變電設(shè)備等各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保證設(shè)備運(yùn)行的平穩(wěn)和高效性，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備和技術(shù)的結(jié)合，進(jìn)而做好電能質(zhì)量的控制工作。

4.2 做好電網(wǎng)信息分析工作

風(fēng)電場(chǎng)還需要提高風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的信息化水平，提升電力系統(tǒng)的信息化程度，建立完善的風(fēng)力發(fā)電信息系統(tǒng)計(jì)平臺(tái)，收集全面的風(fēng)電信息，對(duì)風(fēng)電的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)、并網(wǎng)運(yùn)行以及后期運(yùn)維升級(jí)等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理和歸納，為電力企業(yè)的決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)還需要保證風(fēng)電接入工程的效率和安全進(jìn)行，通過(guò)使用靜止無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)抑制諧波的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電穩(wěn)定性的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，完全濾除諧波，保證風(fēng)電的供電穩(wěn)定。

4.3 注重專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)

風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)水平對(duì)于這項(xiàng)工作也有一定影響，所以要注重對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，關(guān)注對(duì)專業(yè)素養(yǎng)以及實(shí)踐操作能力的培訓(xùn)和提升。對(duì)此要求風(fēng)電場(chǎng)對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，定期組織專業(yè)理論知識(shí)培訓(xùn)活動(dòng)，強(qiáng)化實(shí)踐演練活動(dòng)的組織，針對(duì)風(fēng)電設(shè)備的障礙、缺陷、操作等知識(shí)進(jìn)行識(shí)別和修復(fù)學(xué)習(xí)，增強(qiáng)技術(shù)業(yè)務(wù)能力;同時(shí)還要掌握先進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，建立起運(yùn)維一體化系統(tǒng)，借助軟件設(shè)備工具實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的遠(yuǎn)程監(jiān)管，減輕工作壓力，提高風(fēng)電設(shè)備的運(yùn)維穩(wěn)定性。

4.4 強(qiáng)化電網(wǎng)故障診斷工作

因?yàn)轱L(fēng)電機(jī)組依靠的是風(fēng)力發(fā)電，需要長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，而且需要長(zhǎng)期運(yùn)行，所以出現(xiàn)設(shè)備故障和損壞的問(wèn)題比較普遍。特別是風(fēng)機(jī)葉片很容易出現(xiàn)各種故障。所以要注意強(qiáng)化電網(wǎng)的故障診斷工作，引入智能化技術(shù)，做好風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)管和維護(hù)工作，安排巡檢人員定期巡查，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)地分類、判斷和處理記錄等，為風(fēng)電系統(tǒng)的運(yùn)行提供技術(shù)支持。

5結(jié)語(yǔ)

在新能源布局驅(qū)使下，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)化能源布局的必然趨勢(shì)，也是落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的必要舉措。對(duì)此要求風(fēng)電場(chǎng)做好發(fā)電機(jī)組和設(shè)備的優(yōu)化管理，注重諧波抑制和信息分析等，全面提升風(fēng)電能源質(zhì)量。

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