風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能質(zhì)量控制分析

張小增

摘 要：為了降低風(fēng)力發(fā)電對(duì)周邊環(huán)境造成的不良干擾，許多風(fēng)力發(fā)電廠都會(huì)建立在人煙稀少的偏遠(yuǎn)地區(qū)，既能夠降低風(fēng)力發(fā)電對(duì)居民生活的干擾，也能夠更好的保障風(fēng)能獲取量，使更多的風(fēng)力能源轉(zhuǎn)化為電能。但是在這樣的過(guò)程中，就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電管理難度增加，穩(wěn)定性上會(huì)受到許多自然因素的干擾。所以，為了保障風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性，提高風(fēng)力發(fā)電效益，就必須對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行不斷完善，以此來(lái)保障風(fēng)力發(fā)電質(zhì)量，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能控制

一、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響

1.電網(wǎng)諧波

能夠帶來(lái)電網(wǎng)諧波影響的主要是來(lái)自新能源并網(wǎng)體系當(dāng)中，例如光伏發(fā)電站和風(fēng)力發(fā)電站。具體而言，電網(wǎng)諧波所造成的影響表現(xiàn)如下：一是在并網(wǎng)光伏電站運(yùn)行的過(guò)程中，太陽(yáng)光照發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致光伏電站輸出功率同步出現(xiàn)諧波間歇變化，導(dǎo)致諧波污染;二是風(fēng)力發(fā)電廠內(nèi)并網(wǎng)諧波主要來(lái)自風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的電子裝置，風(fēng)力電場(chǎng)中并聯(lián)補(bǔ)償電容器以及線路電抗諧振作。

2.電網(wǎng)頻率

在傳統(tǒng)電力生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，很少會(huì)出現(xiàn)頻率異常的狀況。多年來(lái)，根據(jù)對(duì)并網(wǎng)光伏頻率變化數(shù)據(jù)收集可以發(fā)現(xiàn)，即便是在光伏發(fā)電站容量不高的狀態(tài)下時(shí)，也可以同時(shí)允許多臺(tái)機(jī)組投切，而不會(huì)受到電網(wǎng)頻率受限的影響。但是在風(fēng)力發(fā)電站內(nèi)發(fā)電的容量占整個(gè)電網(wǎng)總量比例不斷提高的過(guò)程中，整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組隨機(jī)性的影響會(huì)變得更為突出，風(fēng)力發(fā)電的隨機(jī)性就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)風(fēng)力發(fā)電站中的電網(wǎng)系統(tǒng)頻率出現(xiàn)嚴(yán)重的波動(dòng)，進(jìn)而就會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的供電能力、用戶用電以及整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來(lái)諸多不良的影響。

二、風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的施工建設(shè)管理現(xiàn)狀

目前，我國(guó)在風(fēng)能開(kāi)發(fā)方面的投資力度不斷增加，使得風(fēng)能利用效率不斷提升，風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)也因此獲得了很好的發(fā)展。當(dāng)前階段，施工設(shè)計(jì)承包模式、工程總承包模式和平行承包模式是風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)主要的三種施工形式，其中施工設(shè)計(jì)承包模式指的是由其他的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)負(fù)責(zé)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)項(xiàng)目的建設(shè)，并通過(guò)簽訂合同的方式來(lái)開(kāi)展施工建設(shè)。在平行承包模式中把各個(gè)環(huán)節(jié)的施工任務(wù)合理劃分，比如，工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目施工和材料采購(gòu)等，然后由不同的管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)，每個(gè)管理機(jī)構(gòu)之間呈現(xiàn)平行關(guān)系，同時(shí)每個(gè)機(jī)構(gòu)又是獨(dú)立的。最后是工程總承包模式，在這個(gè)模式中由業(yè)主承擔(dān)工程的設(shè)計(jì)權(quán)，然后業(yè)主再選擇一家企業(yè)負(fù)責(zé)所有的建設(shè)工作。

三、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)環(huán)境下的電能質(zhì)量控制對(duì)策

1.制定科學(xué)的施工進(jìn)度計(jì)劃，確保施工作業(yè)順利開(kāi)展

在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)具體施工過(guò)程中，需要根據(jù)施工要求制定一套科學(xué)的施工進(jìn)度計(jì)劃方案，為施工進(jìn)度控制提供可靠保障，通過(guò)施工計(jì)劃方案可以幫助工程管理人員嚴(yán)格控制工程項(xiàng)目的整體施工進(jìn)度，為施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作的開(kāi)展提供便利，從而使每個(gè)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)能夠得到合理協(xié)調(diào)，使其順利開(kāi)展。首先，工程管理人員在進(jìn)度計(jì)劃的制定過(guò)程中，需要嚴(yán)格遵循時(shí)間先后原則，將整體的施工計(jì)劃編制出來(lái)，并確保相應(yīng)的施工方案得到科學(xué)部署，為施工進(jìn)度計(jì)劃的制定打下可靠基礎(chǔ)。其次，工程項(xiàng)目編制人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的各種材料、設(shè)備和人員等進(jìn)行全面了解，合理安排施工人員，最大程度提高設(shè)備和材料的應(yīng)用效率，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展編制人員的編制工作。最后，還需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況合理調(diào)整編制人員，確保施工作業(yè)的順利進(jìn)行，并保證施工過(guò)程中的人員安全，為施工質(zhì)量和施工安全提供保障。

2.做好諧波控制

控制風(fēng)電電能質(zhì)量的策略中最為重要的便是諧波控制。通過(guò)對(duì)諧波進(jìn)行控制，能夠有效提高風(fēng)力發(fā)電的電能穩(wěn)定性，也能夠更好的保障電能質(zhì)量。具體措施是通過(guò)使用靜止無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)對(duì)整個(gè)風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行進(jìn)行控制管理。靜止無(wú)功補(bǔ)償器是由電抗器、諧波過(guò)濾器等構(gòu)成，這一設(shè)備具有突出的優(yōu)勢(shì)，不僅反應(yīng)能力迅速，而且可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，能夠?qū)φ麄€(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的無(wú)功功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。靜止無(wú)功補(bǔ)償器在風(fēng)力電網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，也能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的電壓變化進(jìn)行智能化的調(diào)整，該工作行為會(huì)根據(jù)靜止無(wú)功補(bǔ)償器所獲得的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行，所以對(duì)于消除諧波效率而言，會(huì)有更為突出的優(yōu)勢(shì)，降低了人力工作的壓力，可以為風(fēng)力發(fā)電站的電能質(zhì)量提升做出更大的努力。

3.檢測(cè)并網(wǎng)孤島效應(yīng)

如果并網(wǎng)逆變器負(fù)載的影響并沒(méi)有消除，那么并網(wǎng)時(shí)也可能出現(xiàn)斷電發(fā)生的反向輸出電壓頻率，此時(shí)，逆變器輸出的頻率誤差會(huì)大大增加，長(zhǎng)此以往，孤島效應(yīng)就會(huì)逐步擴(kuò)散。對(duì)此，企業(yè)要關(guān)注逆變器輸出頻率，選擇高精度的儀器設(shè)備檢驗(yàn)頻率偏移的問(wèn)題，并及時(shí)公布檢測(cè)結(jié)果，讓值班人員進(jìn)行閱覽，做出針對(duì)性的處理。在電網(wǎng)正常運(yùn)行的時(shí)候，也要及時(shí)使用逆變器，判斷公共電網(wǎng)輸出和并網(wǎng)系統(tǒng)相一致。如果出現(xiàn)了較大的相位差，就應(yīng)當(dāng)對(duì)兩者的差進(jìn)行檢測(cè)，分析電壓電流的變化規(guī)律和情況，探究孤島效應(yīng)是否存在，更加清晰的展示出電網(wǎng)運(yùn)行的狀況。

4.抑制電壓波動(dòng)與閃變

在對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行電能質(zhì)量控制的過(guò)程中，需要注意電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓閃變所造成的負(fù)面影響，可以通過(guò)觀察負(fù)荷電流波動(dòng)情況來(lái)提前做好預(yù)防。工作人員根據(jù)電流的急劇變化，運(yùn)用無(wú)功電流補(bǔ)償措施，盡可能降低電壓閃變所造成的負(fù)面影響，也可以使用有源電力濾波器對(duì)電流急劇波動(dòng)變化進(jìn)行干預(yù)。使用有源電力濾波器最明顯的功能價(jià)值在于反應(yīng)迅速、能力突出，能夠適應(yīng)各種類(lèi)型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，而且可以在風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行的過(guò)程中，可以維持整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使電網(wǎng)系統(tǒng)保持更好的控制效果，實(shí)現(xiàn)積極應(yīng)對(duì)電壓閃變問(wèn)題的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，持續(xù)性推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的并網(wǎng)是合理且必要的舉動(dòng)，這是調(diào)節(jié)我國(guó)資源開(kāi)發(fā)模式的應(yīng)有之策，也是提高電力輸送質(zhì)量和效益的有效措施。本文通過(guò)配電系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)的進(jìn)一步完善、孤島效應(yīng)的全方位檢測(cè)這幾個(gè)角度，論述了風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)的方法，充分結(jié)合了我國(guó)新能源開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀，具有理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性，能夠作為從業(yè)人員的參考依據(jù)。在未來(lái)，企業(yè)也應(yīng)當(dāng)走自主科研和創(chuàng)新的道路，突破技術(shù)上的瓶頸。

參考文獻(xiàn)：

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