风力发电并网技术与电能质量控制要点探讨

发表时间:2021/6/16   来源:《中国电气工程学报》2021年2期   作者:范勇
[导读] 风力发电技术在当今的社会发展中占据了尤为重要的位置,其在电力市场中所占的份额也明显增加,对能源结构的调整有着十分积极的作用
        范勇
        江苏海上龙源风力发电有限公司 江苏省南通市  226200
        摘要:风力发电技术在当今的社会发展中占据了尤为重要的位置,其在电力市场中所占的份额也明显增加,对能源结构的调整有着十分积极的作用,但是在电力生产中,采取何种措施不断的提高风能的利用效率,提高风力发电系统的运行质量和运行效率,减少谐波的不利影响也成为人们更加关注的问题,这对电力系统的性能有了更加严格的要求,风力发电并网技术就是尤为重要的一个发展趋势。
        关键词:风力发电;并网技术;电能质量
        引言
        风力发电并网技术的大面积应用,能够使得我国的电能市场得到进一步的开拓,与此同时,也为节约我国煤炭等不可再生能源提供了有力的支撑。因此,了解不同的风力发电并网技术,有着极大的现实意义。而本文正以此为基础,探究风力发电过程当中有效的电能控制手段,希望能够为我国风力发电技术的日趋成熟贡献微薄之力[1]。
        一、浅析当前主要的风力发电并网技术
        (一)同步风力发电机组并网技术
        在进行风力发电的时候,选择何种技术将会对发电结果产生不可小视的影响。在应用这一技术的时候,不管是发电机所输出的电压本身的频率大小还是其幅值与相位,都必须和整个电网系统的电压水平保持高度的同步。而在整个发电机组本身的容量逐渐提升的过程当中,相应的,其对整个电网系统所造成的冲击也会随之而提升。而如果这一冲击力度过强,那么则会在很大程度上使得整个电力系统运行过程当中的电压水平大大降低,与此同时,也会使得相应的设备和机械受到不同程度的磨损。而如果强烈的冲击持续的时间太长,那么就很有可能会导致整个系统的崩溃[1]。因此,在选择并网技术的时候必须慎之又慎。
        而同步发电机这一技术在实际运行的过程当中,由于能够同时形成有功和无功两种类型的功率,因此往往能够在很大程度上保证周波的稳定性得以形成。因此,采用这种方式来发电,所产生的电能往往能够保持在较高的质量水平上。因此,许多企业都广泛的采用这一技术来加以发电。但是这一技术也存在着一定的弊端,比如在运行过程当中难以对风速进行有效控制,以及转矩调速性的精度不足等等。这些问题都会使得并网之后出现无功振荡问题的概率大大提升。而这一问题也是导致这一技术历经过程当中出现障碍的主要原因。因此,在使用这一技术的时候,相关的企业必须通过安装相应的变频装置等手段,来对上述问题进行有效的避免。
        (二)异步风力发电机组并网技术
        异步风力发电技术相比于上述的同步发力技术,具有几点显著的优势。其一是运行过程当中,这一技术所需要的机组调速精度较低。其二是在运行的过程当中,它对设备的同步操作要求不高,只需要将转速保持在基本相同的范围内即可。
        而这主要是因为,这一技术在进行负荷调节的过程当中,主要依赖的是转差率[2]。因此,这一句式往往不需要较为复杂的控制装置即可完成。
除此之外,在其并网之后,也不会出现诸如振荡等现象,能够在很大程度上保持整体运行的稳定性。


        但与此同时,这一技术所具有的出现也是不容忽视。首先,在工作人员对其直接进行并网的前提下,很容易形成较大的冲击电流,如此一来,相应的电压就会受到危及而呈现出逐渐下降的趋势,使得整个系统的安全和稳定受到不容忽视的负面影响。其次,因为这一系统在运转的过程当中,没有办法独立形成无功功率,为此,这必须通过一定的手段来对其加以补偿。因此,许愿如果选择这一方式来进行并网,那么则需要安排专业的人员进行密切的监控,以保证其运行的稳定[2]。
        二、浅析有效的电能控制策略
        (一)抑制谐波
        在风力并网的运行过程当中,很有可能会受到谐波的影响。为此,只有借助于有效的抑制谐波的手段,才能够在最大程度上实现对电能质量的全面控制。一般来说,企业都会采取无功补偿设备安装的方式,来使得整个电网系统能够具备抗谐波干扰的能力[3]。而静止无功补偿设备当中往往含有以下几个装置,其一是电抗器,其二是电容器。通过这些装置的灵活配合,这一补偿设备往往能够实现较高的反应速度,在最短的时间内,确认无功功率的变化情况,并且实现密切的追踪。尤其是在风力并网的电压受到风速变化的影响的过程当中,这一设备也能够通过对于电压水平的灵活调整,来避免谐波的干扰。如此一来,整个电影所产生的电能的质量水平,就能够始终保持在较高的稳定性水平之内[3]。
        (二)对电压波动以及闪变现象进行抑制
        经常出现的电压波动状况抑或是闪变现象,也有可能会在不容小觑的程度之上使得风力并网的运行稳定性受到影响。为此,企业必须事先在整个系统当中增设相应的滤波装置。除此之外,要想防止电压闪变问题的出现,相关人员还可以在发现负荷电流呈现出较为严重的波动现象的时候,在最短的时间内对其无功电流进行有效的补偿。除此之外,由于事先安装的滤波系统可以使得电子设备得到及时的关断,因此,在出现波动的时候,操作人员就可以借助相应的电子控制设备,来对原有的系统电源进行有效的替换。与此同时,还要将发生波动的电流及时的传输到电压负荷当中,以此来使得系统的稳定性得以保证。总的来说,使用滤波设备能够起到如下的正面作用,首先,由于其反应速度极快,因此能够在问题出现的第一时间加以响应。其次,其所形成的电压拥有较大的波动范围。除此之外,这一设备还能够在闪电补偿力方面达到较高的水平。最后,这一设备运行的过程当中,往往不会轻易受到外界的干扰,因此能够保持自身的高度稳定。
        三、结束语
        总而言之,随着社会的发展和科技的进步,风力发电取得很大进步,虽然风力发电并网技术十分先进,但是因为还有些技术问题未能解决,所以我国的风力发电一直都未得到普及,因此,相关电力部门要加强对风力发电并网技术的深入研究和发展,同时采取有效控制策略,保障电能质量,最大限度的开发和利用电力资源,从而实现电力系统的可持续发展。        
参考文献
        [1]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):000131-000131.
        [2]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,2015(36):00076-00077.
        [3]魏巍,关乃夫,徐冰.风力发电并网技术及电能质量控制[J].吉林电力,2014,42(05):00024-00026.
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