风电场并网对电网电能质量的影响智能化风电场运行维护研究

发表时间:2021/4/25   来源:《中国电业》2021年3期   作者:谢锡强
[导读] 当今时代下,社会生产对电力的需求逐渐增加,传统的电能生产方式显然已经不能满足节能环保工作的需求,各种新型绿色能源发展起来,受到社会各界的广泛关注。
        谢锡强
        国家电投集团广西电力有限公司运营服务分公司,广西 桂林 541100
        摘要:当今时代下,社会生产对电力的需求逐渐增加,传统的电能生产方式显然已经不能满足节能环保工作的需求,各种新型绿色能源发展起来,受到社会各界的广泛关注。风能具有清洁、可再生的特点,生产电能的过程也较为安全,有效利用风能发电有助于社会经济效益、生态效益的提高,对可持续发展工作的稳步提升具有非常重要的意义。本文主要从风电场并网运行的安全管理方案进行探讨。
关键词:风电场;并网运行;安全管理;措施
1风电场运行特点
1.1风力发电的过程
        风力发电机主要通过风带动叶轮旋转,进而将风能变成可利用的机械能,机械设备在齿轮的传动下将机械能传送到发电机位置,促使转子转动引起发电机工作,电能就由此产生。最终结合区域内变电站工作的协调将电能传送到需要用电的位置。
1.2风电场运行的特点
        风力发电以风能为基础,可以对自然界的能源进行合理利用,并且还能够减少电能生产带来的环境污染。风电场通常建设在远离人群居住地的位置,环保价值非常高。但是受到某些因素的影响,风电场的并网运行生产的电能和社会对电能的需求仍然有一定的距离,需要后期的风电场工作中进行调整。
2风电场并网对电网电能质量的影响
2.1风机制造技术不足
        在风力发电工作中,我国的生产技术仍然和国外的先进水平存在巨大的差距,国内仍然采用老式的风力发电机组,以直接驱动的方式作为主要的运作技术,新型技术手段所使用的设备占据的比例不高。因为我国在风力发电的技术研究工作中远远落后于发达国家,所以大部分的风力发电设备仍然使用比较老旧的型号,难以维持长期的安全稳定运转。老旧的设备也给风力发电机组的维修带来了一定的困难。
2.2风电场规模大小的问题
        风电场地址的选择和风资源有着非常密切的联系,但是风资源丰富的地理位置没有太多的人口,用电量并不高,电网的整体结构非常薄弱,风电场的建设给我国部分地区的电网分布带来较大的冲击,给局部电网的稳定性造成很大的变化,这就在很大程度上限制了风电场接入的规模和方法。在风电场接入电力系统以后,会给电力系统的潮流分布带来影响,由于风电机组容量的约束,会给节点的内潮流的变化产生不必要的影响,因此在风电场的方案设计时,必须考虑到风电场并网运行过程中节点的潮流计算。对潮流的分析通常需要建立风电场的模型,设计多套可行的方案,考虑到风电场并网运行的实际情况,选择最为合适的一套方案。风电场的并网运行在规模方面的控制极大地限制了接入电网的正常运行,可能会给用户的使用造成很多不必要的影响。
2.3风力发电的谐波污染
        风力发电可能产生谐波的过程有以下两种:第一是风力发电机组本身的机械设备,可能会产生谐波。与电网设备并行运作的风力发电机组,在启动过程中要和风力发电机组的机械设备连接在一起,所以会带来一些谐波,这个过程较为短暂,也没有频繁发生,通常可以直接忽略。但如果采用变速的风力发电机,则会产生很大的影响。变速风力发电机组需要借助逆变设备和电网连接起来,如果风力发电机组的机械设备传动频率和发生谐波的频率一致,将会带来非常严重的谐波。在发电设备逐渐改进的今天,这种情况已经逐渐发生转变。第二和风力发电机组并联的电容器可能会与电抗器共同作用产生谐振,在实际的工作当中风电场的变压器会有很多谐波产生。


3智能化风电场运行维护策略
3.1严格遵守相关的管理规定
        国家曾经给出风电场接入电力系统的技术标准,该法律条款中明确规定,全部风电机组设备都必须满足并网协议的准确要求,从风电机组的生产进行设备质量的严格把关,从根源上避免安全事故的产生。只能在通过并网安全性规范评价后的风电场来能够正式投入运行,并接入到电网当中。相关单位必须按照规章制度的标准来进行操作,基层的电网企业必须有效控制风电场并网运行的系统和设备,并仔细核对监督风电场机组设备的运行状态和相关参数。同时风电场的运行管理工作中也应该考虑到基层工作人员的安全问题,结合有效的安全教育培训机制和相关知识演讲的方式来提高员工对安全生产的重视。严格服从上级的调度命令,并结合机组的运行状态及时对调度部门进行数据反馈。
3.2增强风电场并网运行安全管理机构的专业性
        风电场并网运行的安全管理部门必须对风电场的安全稳定运转负主要责任,所以安全管理部门必须不断加强自身的专业性。为保证管理工作人员整体的工作效率,可以把处在不同工作岗位的员工职责进行详细的划分,落实明确的岗位责任制度。为提高安全管理部门的整体素质,相关单位可以招聘一些具有专业资格证书的安全管理工作人员。同时为提升安全管理工作的价值,管理单位可以发出相应的安全管理责任倡议书,让每个员工都签订必要的安全协议,给安全生产提供一份充足的保障。考虑到安全管理部门专业性带来的安全生产导向作用,管理工作人员还应该在安全生产工作的要求下做好宣传工作,在潜移默化当中提高基层工作人员的安全生产意识。
3.3加强安全准备工作
        对风电场的安全管理负责的部门应该重点关注风电场工程建设的实际情况和工程质量的监督。认真审查施工设计图纸、施工材料、施工技术等内容,在风电场工程建设完成以后进行针对性的现场验收。参与工程建设的单位都必须得到有效的监督与审查,用来给工程建设的质量和效率提供保障。监理部门要对风电场工程的质量问题负责,对工程施工的各个环节进行详细的监督。做好风电场并网稳定运行的安全准备,还要对风电场并网的安全设备、消防设施等进行检查,给可能发生的安全事故做好预防工作。此外还应该进行消防器材和工具的科学管理。详细记录灭火器的使用方法、摆放位置以及购置灭火器的日期等内容,用来在使用时快速找到灭火器,同时定期对灭火器进行检修。定期进行消防安全知识的培训,做好消防器材的检查,并对每次消防安全事故进行详细的记录。结合风电场发电机组设备的运行状态,配合消防安全部门进行审核检查,及时更换发生故障的消防器材。
3.4加强风电场隐患排查及治理工作
        进行隐患的排查治理,科学的管理机制自然是必不可少的。风电场必须对并网运行可能存在的安全隐患进行及时排查,并针对实际情况积极做出调整。通常风电场并网安全运行阶段出现的安全事故涵盖工作人员的人身安全隐患和设备安全隐患两个方面,管理部门要基于安全隐患排查管理机制,结合实际情况对风电场的并网运行可能存在的安全隐患进行反复的排查,并对工作内容进行评价以及合理的整改。重点关注风电场并网运行最为典型的四种情况:设备参数设置错误、控制管理方案漏洞、设备维修问题以及电力接地措施保护不当。做好科学有效的排查工作之后,就能够在很大程度上提高风电机组并网的性能,保证设备运行质量。
结束语
        总的来讲,风力发电在当前的电能生产当中非常清洁无污染,可以大范围应用,风电场并网产出的电能也非常可观,整体发展前景较好。但是风电场并网运行的技术手段仍然较为落后,管理工作缺少必要的协调。所以风电场的并网运行仍然存在很大的限制,大规模的风电场并网运行存在一些安全隐患,在今后的工作当中相关部门必须对风电场并网运行的安全管理工作进行更加深入的探索。
参考文献:
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