风力发电中的电能质量问题分析

风力发电中的电能质量问题分析

于博

天津明阳风电设备有限公司 ， 天津 　 300450

摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源，具有很高的环境效益和社会效益。全球市场对于风力发电这样的具有很高环保效益和社会效益的技术有着巨大且持续增长的需求。随着风电技术发展，我国风电装机容量不断上升，风力发电将逐步成为电力系统重要的电力来源。但受自然、技术等因素影响，风力发电引起的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题阻碍了其发展。因此，如何控制好风力发电中的电能质量就显得十分重要。

关键词：风力发电；电能质量；控制措施

近几年来，我国经济呈现高速发展的趋势，人们对日常生活的要求越来越高。电能已经成为人们必不可少的能源，我国对新能源的关注度越来越高，尤其是“可持续发展战略”提出以来，人们对如何提高风能、水能等新能源的利用率展开了研究。本文以风力发电做为切入点，就风力发电的并网技术展开讨论，并且提出了电能质量的控制措施。

1风力发电并网技术

风力发电已经成为电能产业不可缺少的能源，风力发电的并网技术的研究对提高风能发电效率具有十分重要的作用。并网技术在风能发电中的应用可以提高电能的稳定性以及用电的效率。并网技术的核心应用原理是维持风力发电机组的电压与接入电压现阶段，我国电能产业使用的并网技术有很多种，使用最广泛的技术主要有两种，分别是：同步风力发电机组并网技术以及异步风力发电机组并网技术，接下来，我们对这两种技术展开讨论：

1.1同步风力发电机组并网技术

第一种是同步风力发电机组并网技术，这类技术的应用原理是可以将风力发电机组与同步发电机组进行有效的融合，在确保工作正常进行的情况下，提高风电发电的性能，通过对有关的资料进行调查，我们可以知道，同步风力发电机组的并网技术可以提高对风能的利用率，提高风能在发电机组中的应用效率。现阶段，市场上对同步风力发电机组的并网技术的使用范围较为广泛，这项技术在风能行业中的使用可以最大程度的提高发电的容量，带动相关的设备工作。除此之外，风速过大会导致发电机组产生过大的波动情况，影响机组的正常工作。为了提高相关工作的效率，技术人员应该将机组之间进行结合，分析电网以及发电机组之间的关系，最大程度的提高电网发电的质量。

1.2异步风力发电机组并网技术

第二种方法是异步风力发电机组并网技术，这项技术与上一项技术在原理方面存在显著的差异，主要是通过对发电机组的运转情况进行调整，进而提高发电机组的转差率，提高相关设备的使用精准度。这项技术在应用方面还存在一些问题，主要体现在并网技术应用不合理很容易产生冲击性的电流，冲击性电流的存在还加大电压，影响电压的安全性能。为了避免这种情况的出现，相关的技术人员通过对有关的资料进行查询，提出了两种方法，分别是提高磁路的饱和性能以及增大机组运行的电流。异步风力发电机组并网技术在风力发电行业中的使用可以有效的节省相关的操作流程，提高设备的使用效率，加大产生电流的容量。除此之外，电流的输送以及传递也会对风力发电的质量造成一定程度的影响，相关的技术人员应该提高电能的传送效率，推动相关产业的进步。

2解决风力发电并网技术问题和提高电能质量控制的措施

由于系统内电力电子设备被广泛的应用非线性复合的不断增加以及高压直流通电得到普及，使得系统谐波日益严重。要控制电能质量，可以从抑制谐波的产生方面出发。而电抗器、可投电容器以及无功补偿设备都可以监控无功功率的波动以及变化，他们具有非常强的抑制谐波的功能。他们可以通过静电无功补偿依靠电机的旋转运动对电网中的无功、有功相角进行调节的方法，达到补偿的目的，从而使电压输出平稳，阻止谐波的产生，还可以降低风力不稳定对电能质量的影响。

2.1做好谐波抑制措施

在进行风力发电并网技术的应用时，想要提高电能质量控制效果，可以使用静止无功补偿器抑制谐波。静止无功补偿器可以对谐波危害问题进行有效的抑制，这种补偿器主要是由电抗器，谐波过滤装置和多台可投切电容器等共同构成。静止无功补偿器的最大特征就是具有非常强的反应能力，可以对无功功率进行实时监测，还能够实时的调整由于风速不稳定导致的电压变化，从而实现将谐波完全的滤除，从而不断的提高风力发电技术的应用，提升整体电网的电能供应质量。

2.2完善风电信息分析工作，强化并网管理

第二项工作是加强信息的管理以及提高并网技术体系。为了提高风力并网工作的完成效率，相关的技术人员应该在风力发电的过程中，建立信息完善平台，对风力发电的数据以及信息进行收集、整理。信息的收集以及整理是一项十分漫长的过程，包括多个行业、多个领域，其中风电规划前期、后期以及运行中期的数据都应该进行记录，数据的完整性对并网的后期管理具有十分重要的作用。并网管理是多方面的，为了提高并网管理的质量，相关的单位应该建立专门的管理队伍，对并网进行大规模的监管、检测，进一步完善风力发电的管理体系，除此之外，对于大型的风力发电项目，要做好年度的规划，对风力发电的情况进行严格的记录，根据有关的资料显示，风力发电管理体系的制定以及完善可以从根本上提高用电的质量情况，提高相关产业的工作效率。

2.3有源滤波器的应用

要对电压闪变进行抑制，需在负荷电流发生急剧波动时，对负荷变化发生的无功电流进行实时补偿。现阶段，一般是采用有源滤波器，主要是由电力晶体管和可关断晶闸管构成，在一定程度上对负荷电流进行实时朴偿，同时由于该滤波器采用的是可关断的电子器件，能利用电子控制器替代系统电源，并且向电压负荷输出畸变电流，以此确保系统仅仅向负荷提供正弦的基波电流即可。有源滤波器设备优势突出，具有快速的响应能力、电压波动大、闪变补偿率高和补偿容量小的特征。其在运行方面稳定可靠，具有非常强的控制能力，对控制电压波动和稳定电压具有积极的作用。

2.4动态电压恢复器的应用

在中低压配电网中，有功功率进行快速波动也会造成电压闪电的情况的发生。为了解决这种情况，就需要要求补偿装置在对无功功率进行补偿的同时，还有能够提供瞬时有功功率的补偿。动态电压恢复器是带有储能单元的补偿装置，他的出现取代了传统的无功补偿装置。能单元，能够在ms级内以正常电压和故障电压的差值，向系统注入电压，可以有效解决系统电压波动对客户的影响。动态电压恢复器能够在非常短的时间内向系统传输电压，可以有效的改善电能质量和动态电压，是解决电压波动、谐波等动态电压质量问题的最佳方法。

2.5优化机组设计

对于风力发电来说，除了要关注设备本身的问题，更要注意的是把发电厂中的风力发电机组、输电线路、SVG以及变电设备等各个环节连接在一起。虽然每一个设备都是一个整体，但是对于发电企业来说，每一个设备只是整体中的一环。我们要从设备的可靠性和整个系统的可靠性出发，将技术和管理两个层面连接在一起，从整体方面考虑如何做到电能质量的有效控制。

2.6强化故障诊断，提升电能质量

对风力发电机组的故障进行分析，进而对故障进行诊断。风力发电机组的相关技术人员要对风力发电行业中存在的问题进行分析，分析之后提出相应的解决措施，只有提高设备的质量，才能进一步提升风力发电机组的发电质量。

结语

风电并网技术的发展在一定程度上影响着我国未来的风力发电行业，在开展风电并网技术应用中，相关的部门要进一步提升风电并网技术，实现机组优化，并不断优化管理，提升设备质量，促进整体风电电能质量提升。

参考文献

[1]周利鹏.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技创新导报，2018，15（36）：70-71.

[2]梁佳斌.风力发电并网技术及电能质量控制对策分析[J].电工技术，2018（12）：69-70.