風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能質(zhì)量控制要點(diǎn)探討

李征鋒

摘要：本文介紹了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，并且對(duì)同步風(fēng)力發(fā)電設(shè)備和異步風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了闡述，還分析了這兩種技術(shù)對(duì)電能質(zhì)量的影響，提出了電能質(zhì)量控制的方法，主要有兩種方法來改變雷電和抑制諧波和電壓波動(dòng)，以期提高我國風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量。

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

一、引言

風(fēng)力能源是我國的主要能源之一，隨著技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的容量不斷增加，在一定程度上影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)。風(fēng)電場的分布主要集中在人口稀少的地區(qū)，所以在電網(wǎng)的中心，不會(huì)承受過大的沖擊力。電器系統(tǒng)控制系統(tǒng)通過檢查和控制系統(tǒng)中的所有設(shè)備，達(dá)到系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，風(fēng)力機(jī)械裝置控制系統(tǒng)是由專用模塊構(gòu)成的通信功能模塊，一般來說包括通信，安全鏈和數(shù)字輸入等工作模塊，傳輸系統(tǒng)主要以控制工作為基礎(chǔ)，空氣電子設(shè)備系統(tǒng)中的電力設(shè)備是主機(jī)所發(fā)出的指令，通過輸電裝置的設(shè)置以特定的方式運(yùn)行，以維持機(jī)器裝置安全運(yùn)行。因此，電網(wǎng)容易發(fā)諧波污染等問題，會(huì)受風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性和發(fā)電過程的影響，這就導(dǎo)致并網(wǎng)技術(shù)越來越重要。

二、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

選擇合適的風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)對(duì)企業(yè)來說非常重要，電網(wǎng)系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的核心，要抑制電壓頻率和輸出相位。在合并過程中，風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的沖擊力隨著風(fēng)機(jī)綜合容量的增加而增大，合并網(wǎng)受到過大的沖擊，電力系統(tǒng)的電壓值會(huì)下降，發(fā)電機(jī)等機(jī)械零部件也隨之磨損，如果合并時(shí)間過長，在一定程度上會(huì)影響到其他合并單元，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)崩潰，因此選擇合適的合并技術(shù)非常重要。

2.1同步風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的配套技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)同時(shí)產(chǎn)生無功功率和有功功率，因此可以周期性地確保穩(wěn)定性。由于產(chǎn)生的電能質(zhì)量高，在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的幾率高，大多數(shù)企業(yè)采用的是同步風(fēng)電機(jī)裝置的合并技術(shù)，而同步風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的合并技術(shù)在實(shí)際使用中能夠有效的控制風(fēng)速，轉(zhuǎn)輪不能保持穩(wěn)定的運(yùn)行，在同步風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的合并過程中，同步發(fā)電機(jī)所需的精度與轉(zhuǎn)輪談話不一致，并且電網(wǎng)實(shí)施后，如果員工不加以控制，可能會(huì)出現(xiàn)一步失誤或無功振蕩?？赡軙?huì)發(fā)生問題。特別是在超負(fù)荷狀態(tài)下，同步風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題如下：在電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，通過在電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng)中安裝變頻器等技術(shù)可以避免這種問題。

2.2異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

與同步并網(wǎng)技術(shù)相比，異步風(fēng)力發(fā)電高精度的機(jī)械設(shè)備無需調(diào)速。在實(shí)踐中，不需要同時(shí)對(duì)于整個(gè)操作和設(shè)備的控制，要保持與同步轉(zhuǎn)速大致相同的轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。而異步發(fā)電機(jī)和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備之間無需復(fù)雜的控制裝置即可實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。這是因?yàn)樗奶攸c(diǎn)是負(fù)載只能通過轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，在融合后，具有較高的可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。我國的異步風(fēng)電機(jī)組熔煉技術(shù)也存在不足。當(dāng)工作人員直接進(jìn)行組合操作時(shí)，容易產(chǎn)生較大的沖擊電流，電壓下降，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)要求員工補(bǔ)償一定的功率損失。因?yàn)楫惒斤L(fēng)力發(fā)電設(shè)備和電網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)本身不能形成無功。當(dāng)不穩(wěn)定系統(tǒng)的頻率超過上限時(shí)，同步轉(zhuǎn)速也相應(yīng)地加快，使異步發(fā)電機(jī)從電態(tài)變?yōu)樵园l(fā)性電態(tài)。隨著不穩(wěn)定系統(tǒng)頻率的降低，異步發(fā)電機(jī)的電流增大。在采用異步風(fēng)力發(fā)電設(shè)備熔煉技術(shù)時(shí)，需要有人員保證發(fā)電設(shè)備繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

三、具體的電能質(zhì)量控制策略

3.1抑制高次諧波

為了控制電能質(zhì)量，我們可以先抑制諧波。系統(tǒng)可增加靜態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備、電阻、輸入電容等裝置。在無功補(bǔ)償設(shè)備中，無功補(bǔ)償裝置具有無功功率是否發(fā)生變化、跟蹤無功功率變化情況、快速反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，能有效地調(diào)節(jié)電壓波動(dòng)現(xiàn)象。例如，風(fēng)速不穩(wěn)定引起的電壓波動(dòng)最終可以消除高階諧波，防止風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)對(duì)電網(wǎng)能量的影響。

3.2抑制電壓波動(dòng)和雷電變化

增加有源電力濾波器設(shè)備，使系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中不發(fā)生電壓變化。當(dāng)負(fù)載電流波動(dòng)較大時(shí)，可對(duì)負(fù)載變化引起的無功電流進(jìn)行補(bǔ)償，及時(shí)補(bǔ)償負(fù)載電流。它是一種用于有源電力濾波器的電子元件。系統(tǒng)電源可由電子控制裝置代替，在電壓負(fù)載下傳輸變形電流，保證系統(tǒng)只向負(fù)載提供信號(hào)基波電流和有源電力濾波器設(shè)備的反應(yīng)速度。它具有速度快、電壓波動(dòng)范圍寬、設(shè)備可靠性高、穩(wěn)定性好、閃絡(luò)補(bǔ)償率高等優(yōu)點(diǎn)。在系統(tǒng)中增加動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)裝置，對(duì)系統(tǒng)中的中低壓配電網(wǎng)增加動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)裝置，因?yàn)樵诟咚儆泄﹄娏Σ▌?dòng)過程中也會(huì)引起電壓的波動(dòng)，需要更好的補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償裝置是無功的在提供電力的同時(shí)，還要補(bǔ)償有功功率，補(bǔ)償裝置本身就設(shè)置了儲(chǔ)能裝置，可以提高電能的整體質(zhì)量。

3.3提高電能質(zhì)量

在電能質(zhì)量方面，理想狀態(tài)是一種規(guī)律的信號(hào)波，但由于受到某些因素的影響，波形會(huì)出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，目前許多城市的電能質(zhì)量不高，這嚴(yán)重影響了人們正常的工作和生活。因此，提高和控制電能質(zhì)量是很有必要的。在提高電能質(zhì)量的時(shí)候，首先要提高功率因數(shù)，確保局部無功功率的平衡，注意供電半徑的合理性，其次要注意供電線路的合理性選擇導(dǎo)線斷面，合理布置配電設(shè)備，避免超負(fù)荷運(yùn)行。最后采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)壓措施，如在變壓器上安裝調(diào)壓裝置、串聯(lián)不暢和安裝靜電電容器以及同步調(diào)試攝像頭等，這些措施在實(shí)際應(yīng)用中可以提高電能質(zhì)量。此外，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，必須研究人們的用電情況，找出影響電能質(zhì)量的原因。

四、結(jié)束語

在電力電子技術(shù)不斷發(fā)展的今天，利用電力電子技術(shù)對(duì)風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行控制，可以提高我國風(fēng)電機(jī)組的綜合電能質(zhì)量，促進(jìn)我國風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展，但風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)依然存在問題因此，風(fēng)電不能廣泛應(yīng)用于各種發(fā)電企業(yè)，各發(fā)電企業(yè)必須大力開展風(fēng)電研究，提高風(fēng)電效率，提高中國風(fēng)電水平，豐富中國能源資源，促進(jìn)整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玉林.探究風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2019（22）：55-56+62.

[2]關(guān)小明.風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制研究[J].科技風(fēng)，2020（22）：143.

[3]林濤.風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能質(zhì)量控制要點(diǎn)探討[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2021，20（05）：33-34.