探究風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用及電能質(zhì)量控制策略(1)

閆鐵軍

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)電能的需求量也越來(lái)越大，然而，傳統(tǒng)的火力發(fā)電不但大量消耗煤炭而且對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重的污染，所以，新能源發(fā)電逐漸受到了社會(huì)的高度關(guān)注，并且其技術(shù)也愈發(fā)成熟。在當(dāng)前的發(fā)展階段下，氣候問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)全球性的問(wèn)題，電力開發(fā)始終是支撐資源輸送的重要基礎(chǔ)，在維護(hù)能源安全中所發(fā)揮的作用是無(wú)可替代的。中國(guó)作為能源大國(guó)，擁有非常豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色可再生能源，并在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，有效推動(dòng)著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，梳理風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，掌握電能質(zhì)量控制策略，旨在獲取較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，并為風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)工作提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能質(zhì)量;控制策略

1風(fēng)力發(fā)電原理

風(fēng)力發(fā)電的原理相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是利用風(fēng)力來(lái)帶動(dòng)風(fēng)車葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中增速機(jī)能夠進(jìn)一步提升葉片旋轉(zhuǎn)的速度，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力能夠驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因此，最簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備可以由風(fēng)車葉片和發(fā)電機(jī)組成。風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中實(shí)際上就是利用風(fēng)力的動(dòng)能，推動(dòng)螺旋葉片旋轉(zhuǎn)，從而將風(fēng)力的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由于葉輪的轉(zhuǎn)軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接，因此在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，發(fā)電機(jī)也能轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?，F(xiàn)代社會(huì)隨著節(jié)能環(huán)保理念的深入，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)雜性也在不斷提升，目前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要包括，齒輪箱、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，齒輪箱能夠通過(guò)齒輪之間的組合，有效地提升發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在提升發(fā)電功率的同時(shí)，也能保證發(fā)電的穩(wěn)定性。偏航系統(tǒng)能夠根據(jù)風(fēng)向的變化對(duì)風(fēng)輪的掃掠面進(jìn)行靈活的調(diào)整，使掃掠面能夠與風(fēng)向保持垂直，從而最大程度地利用風(fēng)力資源。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中變槳距風(fēng)機(jī)，以及風(fēng)輪葉片需要能夠圍繞根部中心旋轉(zhuǎn)，從而讓風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同的風(fēng)況。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，葉片尖部會(huì)甩出從而增加阻尼，便于風(fēng)力發(fā)電機(jī)停機(jī)，在停機(jī)的過(guò)程中，液壓系統(tǒng)以及剎車系統(tǒng)往往配合運(yùn)行。對(duì)于現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行的關(guān)鍵，能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電各系統(tǒng)模塊進(jìn)行控制，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠在穩(wěn)定的電壓以及頻率下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)自動(dòng)并網(wǎng)以及脫網(wǎng)，并且能夠?qū)ο到y(tǒng)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)異常，會(huì)及時(shí)地發(fā)出警報(bào)信息，有利于對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)故障進(jìn)行及時(shí)的停機(jī)處理。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

2.1同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際工作狀態(tài)能夠在形成無(wú)功功率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)有功功率的輸出，其周波較為穩(wěn)定，所產(chǎn)生的電能質(zhì)量較高，確保終端用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，被廣泛地運(yùn)用在電力系統(tǒng)中。但其具有一些弊端，即無(wú)法有效控制風(fēng)速，使得運(yùn)行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩?zé)o法保持穩(wěn)定運(yùn)行，并對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生較大的沖擊，降低設(shè)備的使用壽命。同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用期間，其常常出現(xiàn)運(yùn)行所需精度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩之間不符的問(wèn)題，降低了電能質(zhì)量，難以保障最終形成的電壓與電網(wǎng)電壓保持一致。

2.2異步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

與同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)相比較，異步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)并不需要高精度機(jī)組調(diào)速，其僅需要保持基本轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速就可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)操作。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠可靠穩(wěn)定的運(yùn)行，且控制裝置較為簡(jiǎn)單。但隨著異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)展，凸顯諸多問(wèn)題影響電能質(zhì)量，尤其是并網(wǎng)后所產(chǎn)生的較大沖擊電流，增加風(fēng)電機(jī)組電力安全隱患;另外，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后，容易出現(xiàn)磁路飽和情況，進(jìn)而增加勵(lì)磁電流，降低系統(tǒng)功率。為了保障異步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定安全，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)異步風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督。相比較于同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，異步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)較為復(fù)雜，若無(wú)法直接進(jìn)行并網(wǎng)，則會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，影響電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量控制優(yōu)化

3.1并網(wǎng)諧波控制

為了更有效地避免風(fēng)電并網(wǎng)造成的電能質(zhì)量下降，要針對(duì)性地采取相應(yīng)的措施盡量控制電能質(zhì)量，而當(dāng)前的主要方法就是抑制諧波。具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)向系統(tǒng)增加靜止無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，然后，根據(jù)無(wú)功功率有無(wú)發(fā)生變化作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)無(wú)功功率的展開有效的跟蹤。這樣的一種方式不但具有很高的準(zhǔn)確率，而且還有很快的反應(yīng)速度。

3.2有效控制閃變和電壓波動(dòng)

為能夠有效確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量，相關(guān)部門應(yīng)密切關(guān)注電壓閃變問(wèn)題。若出現(xiàn)電壓閃變問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致觀察，查明負(fù)荷電流的波動(dòng)情況，結(jié)合這一情況來(lái)完成無(wú)功電流補(bǔ)償處理，借助有源電力濾波器波動(dòng)來(lái)對(duì)電力急劇波動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行有效處理，通過(guò)該設(shè)備來(lái)提高響應(yīng)能力，對(duì)電壓閃變進(jìn)行科學(xué)控制與處理。針對(duì)由有功功率出現(xiàn)急速波動(dòng)而引發(fā)的電壓閃變問(wèn)題，相關(guān)人員應(yīng)借助補(bǔ)償裝置來(lái)對(duì)有功功率、無(wú)功功率進(jìn)行合理補(bǔ)償，需借助儲(chǔ)能單元的作用，讓動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)期能夠盡快將電壓傳輸至系統(tǒng)之中，從而對(duì)電壓波動(dòng)造成的一系列問(wèn)題進(jìn)行緩解。

3.3打造全新的配電系統(tǒng)

在未來(lái)，風(fēng)力和太陽(yáng)能的開發(fā)必然會(huì)成為資源建設(shè)的重中之重，從配電系統(tǒng)完善的角度來(lái)看，也必須要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電在并網(wǎng)運(yùn)行后展現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)，作出進(jìn)一步的探究和分析，除了要夯實(shí)理論基礎(chǔ)之外，還要展開一系列的實(shí)地考察，探究風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的電源位置以及建設(shè)方向，針對(duì)兩者的容量、并網(wǎng)方式作出探究，并給出科學(xué)合理的客觀評(píng)價(jià)，這樣也可以幫助解決電壓波動(dòng)問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是一種新型的電力生產(chǎn)技術(shù)，通過(guò)對(duì)這一技術(shù)的有效應(yīng)用，可較好地保障中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量。然而在該技術(shù)的具體應(yīng)用過(guò)程中，往往會(huì)受到諧波、電壓波和閃變的影響，對(duì)此，相關(guān)部門必須充分分析和探究該技術(shù)，采取有效措施來(lái)對(duì)這些影響因素引發(fā)的問(wèn)題進(jìn)行解決，以此來(lái)確保風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的作用得到全面發(fā)揮。

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