程嘉辉
明阳智慧能源集团股份公司 广东 中山 528437
摘要：电力资源合理应用能为社会建设和经济发展提供动力，在绿色发展战略部署下，风力发电并网以及并网项目下的电能质量控制需要持续推进。在这一发展背景下，本文先展开风力发电并网技术分析工作，随后，探讨了电能质量控制的有效对策，具体如下。
关键词：风力发电；并网技术；电能质量
引言：风力发电项目因其成本低以及能源清洁度高的优势，得到较高关注，并在相关领域广泛应用。作为一种发展较快的能源模式，风力发电厂容量在扩大的同时，也需要得到更为全面和有效的管理。因此，从风力发电并网技术和电能质量控制方面进行探索分析，有利于能源建设和管理领域更好发展。
一、风力发电并网技术
（一）同步技术
同步风能发电机并网技术的实际运行状态形成发电机，可以同时形成无功功率和输出有效功率，主波可以确保稳定性。这是因为生成的电力质量高，应用于电力系统的概率高。大部分企业应用同步风能发电机并网技术。但是同步风能发电机并网技术在实际使用过程中也不能有效地控制风速，很难保持稳定的转子转矩。在并网技术应用的过程中，需要运用同步发电机技术，解决转子、转矩匹配问题。而且，在实际的应用中，如果不能有效地加强控制，还有可能引发无效振动或者实报问题，这类问题在重载状态下会更加明显，当电力信息技术持续发展，工作人员可以运用技术手段，有效避免这类问题，例如在发电机和电网中安装变频设备[1]。
（二）异步技术
异步风能发电机并网技术和同步风能发电机并网技术相比，不需要高精度的设备调速。在实际工作中，不必保持同步或整个操作和设备。默认情况下，如果旋转速度和同步速度相同，则可以实现栅格连接。异步发电机和风能发电机一起使用的优点是不需要复杂的控制装置，因为它的特点是，只要依靠转速，就可以调节负荷。并网后，不像同步风能发电机并网技术那样出现无步调、无振动的问题，运行时可靠性强、稳定性高。
但是异步风能发电机并网技术也有缺点，主要体现在：
（1）大冲击电流容易发生在直接进行并网工作的时候，从而降低电压，不利于系统的稳定运行。
（2）异步风能发电机并网技术系统本身不能形成无功功率，因此系统必须补偿一定的无功功率。
（3）通常情况下，同步转速会因系统不稳定情况而出现上限增加问题，如果能够将异步发电机切换到稳定状态，则系统不会因为电流不稳定而出现频率值下降的问题。但是，这种情况可能会造成过载，使用异步风能发电机并网技术手段时，工作人员要确保发电机稳定运行。
二、风力发电电能控制对策
（一）运行试验
1.电能质量测试
关于电能质量的实验在保护风电场的阶段，在屏幕上测量三相电压和电流，检测各种相关指标，如分支的电压闪、谐波和偏差。在风力场停止运行的阶段，检测合点电压的总谐波失真率和各阶波电压。在风电场正常运行状态下，检测了各电力区间和分支的谐波电流和电压，测量了风电场95%的谐波电流[2]。
2.软并网测试
随着风力发电发展，风电密度逐渐扩大，而且，并网线路也会越来越多，因此会出现单个变电站并入更多容量电厂的情况。考虑到不同地区电网低频减载装置启动限制参数为49.25Hz，300ms，在保证机组大面积解网时，低频减载装置不至于动作，不会因为风机拖网而使范围扩大。对此，要进行软并网测试。以单独变电站并网风电大规模风电基地方式，可明确电网频率对总容量的限制。
软并网的功能实验提高了异步发电机主轴的速度。
旋转速度为同步速度的92%到99%时触发并网接触器，发电机通过双向晶闸管连接到电网。通过对晶闸管触发装置的有效控制，将传导角度慢慢提高180度。控制晶闸管传导角度开放速度，防止并网时产生的冲击电流影响系统。临时过程完成后，关闭旁路开关，短接晶闸管。
3.无功补偿测试
动态无功赔偿装置功能的试验机在并网运行时调整发电机的输出功率，以确保负载不同时电容器开关状态不会出现异常。测试动态无功赔偿设备的功能时，必须从以下方面进行调整：
（1）测试在最坏条件下工作的状态，包括风能超载状态。在这种运行条件下，风电场输出线路处于重载状态，无功损失最大，但电压却处于较低水平。因此，这种工作情况一般只进行可溶性无效赔偿实验。
（2）风能发展条件。在运行条件下，输电线路充电力较大，电压处于较高水平。因此，这种工作情况一般只进行感性无效的赔偿实验。在两个恶劣的工作条件下，不仅要在临时过程中测试设备的响应，还要测试对稳态电压无功的综合控制，并通过这些实验验证无功赔偿控制策略的正确性，验证SVG设备是否稳定运行。
（二）控制对策
1.设备更新
加强风能发电机设备的更新和管理，设计风能发展的优化设备。发电机设备管理和单元最优化设计是影响风能发展质量的直接因素。为了解决风能发电并网技术的问题，加强电能质量控制，必须重视风能发电机设备的更新管理和最优化设计。在发电厂中，风能发电机、输电线路、SVG及变电设备等各部分之间协调，保证设备运行的顺畅和效率，加强设备与技术的结合，做好电能质量控制工作。
2.谐波抑制
重点采取谐波抑制措施，做好相应的电网信息分析工作，加强风能发电并网技术的应用和电能质量控制。要提高电力系统的信息化水平，构建完善的风能发展资讯系统平台。整理风能发展的计划设计、并网运行和后期维护及升级等信息数据，为电力企业和相关部门提供准确的信息数据服务。同时，确保风能连接工程的效率和安全，为了风能发电并网技术的应用，使用静态无功补偿器监测风力的稳定状态，充分滤除谐波，从而确保在进行风力发电时的电力稳定性。
加强对电压波动和闪变的控制。若想实现对电压闪变有效控制，需要在负荷电流据出现剧烈波动情况下，采取实时补偿的方式，对负荷变化产生的无功电流进行限制。当达到补偿条件时，使用有源电力滤波器，以较快的响应速度与较高的补偿率，提高控制效果，确保系统稳定且安全运行。例如，在部分中低压配电网中，采用有功功率补偿方法，可在出现电压闪变时，同时进行无功功率补偿和瞬时有功功率补偿。这种方式对于电能质量的改善有积极影响。而且，在一些具有储能能力的单元，使用补偿装置还能扩大优势。
3.故障诊断
加强电网故障诊断，提高风能发电能源质量，风能发电系统比较脆弱，对外部环境因素的影响在一定程度上缺乏抵抗力，容易发生各种损害和故障，特别是风机叶片经常发生各种故障。为此，要加强电网的故障诊断，做好相应的监督维护工作，安排足够的巡逻人员监督电网运行状况，对风机叶片的故障进行及时分类、判断、记录与处理等。为风力发电系统运行提供充分的技术支持。电网技术人员的专业素养和实践操作能力也是影响电力品质管制效果的重要因素。为了加强电力企业的电能质量控制，组织各种专业理论知识培训活动，对风力发电技术相关人员进行技术培训。对各种发电设备的障碍及缺陷进行识别和恢复学习，加强员工的技术工作能力，加强风力发电并网技术的开发和应用，为我国的清洁能源生产做出相应的贡献。
总结：综上所述，电力电子技术对风力机组控制和能源转换均有一定的改善作用。风力发电领域在推进发电并网的同时，要注意电能质量的控制，采用科学策略提高管理水平。
参考文献：
[1]张玉林.探究风力发电并网技术及电能质量控制措施[J].工程建设与设计,2019(22):55-56+62.
[2]吕昶.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技视界,2017(28):131+139.