风力发电并网技术与电能质量控制分析

风力发电并网技术与电能质量控制分析

张霖峰

（江苏国信东凌风力发电有限公司江苏省南通市226400）

摘要：为了研究风力发电并网技术发展并探究电能质量控制手段。通过对同步风力发电机组和异步风力发电机组并网技术进行探讨。最终得出控制电能质量的具体策略。

关键词：风力；发电；并网；电能质量

1引言

风力发电是我国绿色环保发电手段之一。当前随着国家节能环保力度的加强，风电转机容量正在不断增加。但是风电具备区域性强、供电不稳定等弊病。所以在并网问题上会对电网系统整体造成一定影响。另外若风电厂处于人口稠密区域则可能会使配电网出现谐波污染或是闪变等问题。因此，风力发电风力发电并网技术与电能质量控制研究迫在眉睫。

2风力发电并网技术概述

风力发电并网主要有同步风力发电机组并网技术和异步风力发电机组并网技术两种（图1），具体介绍如下：

2.1同步风力发电机组并网技术

风力发电并网技术的选用极为重要，该技术需要发电机所输出的电压频率、幅值及相位方面都同电网系统的电压保持一致。若风力发电机机组整体容量不断上升，风力发电在并网过程中针对电网所产生的冲击力也会相应增加。若并网冲击力过大，不仅会使得电力系统的电压值有所下降，同时也会导致发电机、塔架以及机械部分形成一定的磨损。若是并网冲击时间过长，甚至会导致系统被瓦解，其他挂网机组的运行也会受到不同程度的影响。故而，企业应选用合适的并网技术。

同步发电机在实际工作时，不仅能够输出有功功率，同时也可形成无功功率，确保周波稳定，所形成的电能质量较高。然而在实际应用过程中，由于风速难以控制，使得转子的转矩难以保持稳定运行，并网过程中，转矩调速性能难以符合同步发电机所需要的精度，若实现并网之后，工作人员未对其进行控制，尤其处于重载状态下，则有几率出现无功振荡或是失步等问题。如今，电力电子技术日趋完善，部分企业可借助技术以避免上述问题的产生，如将变频装置安设于电机与电网之中。

2.2异步风力发电机组并网技术

相比同步风力发电机组并网技术，异步风力发电在实际，工作当中，并不需要机组调速具有较高的精度，也无需与设备保持同步或是整步操作，只需转速与同步转速基本相同，便可实施并网。因为异步风力发电机只需依靠转差率，便能完成对负荷的调节。风力发电机组搭配异步发电机使用的最大优势在于该搭配无需复杂的控制装置。实现并网之后，也不会形成无振荡或是失步等问题，运行较为稳定，可靠性强。然而，该技术同样存在一定缺陷：第一，如工作人员直接进行并网操作，容易形成大冲击电流，进而令电压逐渐下降，对系统的稳定运行造成不利影响。第二，系统自身无法形成无功功率，因此需要工作人员补偿一定无功功率。第三，不稳定系统频率值超过上限，使得同步转速也相应加快，进而导致异步发电机自发电状态转化为电动状态。倘若不稳定系统频率值下降，也会令异步发电机电流大幅增加，从而形成过载现象。因此，若企业选用异步风力发电机组并网技术，需有工作人员采取一定措施确保异步风力发电机组处于稳定运行的状态。

3风力发电并网技术与电能质量的关系

由于近些年来风力发电机组并网的应用规模不断扩大，其对电能质量的影响也随之增加，其中，部分影响并不利于电网电能质量的提高。较为常见的问题便是电压波动以及闪变。电压风力资源本身具备不稳定性，加之风力发电机组自身运行特点，导致风力发电机组自身输出功率难以稳定，进而对电网电能质量造成不利影响。如今，风力发电机组往往使用软并网方式实现并网，但在设备启动过程中依旧会形成冲击电流，且电流值较大。若切出风速低于风速，则处于出力工作状态下的风机会自动停止运行。不仅如此，风速难以控制与风机所形成的塔影效应也会对风机处理造成影响，使得风机出力出现波动现象，且波动值处于可以形成电压闪变的范围当中。故而，即使风机正常运行，也会令电网出现闪变现象。

4控制电能质量的具体策略

1、谐波的按捺。运用停止无功抵偿器能够按捺谐波。该设备是由电抗器、谐波过滤设备等构成。停止无功抵偿器最明显的特征即是具有非常强的反响才能，能够实时监测无功功率，并且还能够对电压改变进行实时的调整，以此将谐波彻底滤除，以此确保风电发电电能质量。

2、电压动摇与闪变按捺。电压闪变是影响风力发电电能质量的重要因素。当电压闪变发作时，作业人员应当在负荷电流急剧动摇时，能够完成无功电流的抵偿作业，有源电力滤波器的效果就在于此。该设备优势突出，具有敏捷呼应才能、具有抵偿容量小的特征，最为重要的是运转过程中，非常安全安稳，具有非常强的操控力，所以对操控电压动摇具有活跃的效果。

动态电压恢复器。有功功率呈现敏捷动摇状况，使电压发作闪变，此时就要求抵偿设备既要对无功功率加以抵偿，又要对有功功率加以抵偿。动态电压恢复器中有储能单元，能够在非常短的时间内向系统传输电压，以此处理电压动摇问题。

一致电能质量操控器。该设备能够将串联、并联有用的交融起来，以便用户能够处理归纳抵偿问题。由于一致电能质量操控器功用强大，既能够进行谐波抵偿，又能够操控电能质量，因而得以广泛运用。

5结语

综上所述，当前风电技术已经发展到一定程度，当更应该基于现场与我国电力行业实际。在控制电能质量具体策略上下功夫。在加大装机容量与风电普及率基础上着重加强发电过程中，谐波、电压动摇与闪变等的不良后果的影响。

参考文献

[1]邹金运.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].黑龙江科技信息,2015,7(35):88-88.

[2]孙玫.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].城市建设理论研究:电子版,2013(31).