刘田野
辽宁大唐国际新能源有限公司 辽宁 沈阳 110000
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，近年来，由于风力发电具有多种优势，如资源分布非常广泛、清洁无污染等，所以人们对其给予了高度关注，有效推动了风力发电的快速发展。不过在提高风力发电厂容量过程中，却会不同程度地影响电网系统，电能质量的影响程度随着风电机组并网运行规模的扩大而上升。因为风力资源具有不确定性，再加上风电机组运行的特点，严重降低风电机组输出功率的稳定性，进而会影响电能的质量。目前，我国风力发电机组主要选用软并网模式，不过在启动发电机组时还是会出现非常大的冲击电流。假如风速比切出风速高，则风机便会立即停止运行。在整个电网系统中，假如全部风机同时进行运行，则会产生非常大的冲击电流，严重影响整个电网系统，最终会对电网的电能质量造成严重影响。另外，当风机的风速、塔影效应发生变化时，便会产生风机波动现象，且风机波动在电压闪变的发生频率范围之内，所以电网电能质量深受风机运行的影响。因此，对风电机组并网的技术功效和电能的质量控制的重点进行深入探究，具有重要且深远的意义。
关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制要点
引言
在大型风力发电设备运行的过程中，风力会通过轮叶持续带动轮毂进行旋转运动，其持续由风能转化成为机械动能。自然环境与能源紧张问题是现阶段全球经济发展面临的主要问题。基于对生态环境保护的基本要求，风能、太阳能、水能以及生物能等新能源逐步得到了广泛应用与发展，在很大程度上推动了国内外电力行业的繁荣发展。因此，在未来发展阶段，需要进一步对新能源并网发电的技术及发展趋势进行深入研究与分析，从而结合时代发展的要求，充分发挥新能源的优势，提高能源的利用率，促进经济与生态的协调发展。
1风力发电并网技术分析
1.1异步风电机组并网技术
异步风电机组，即是异步发电机与风电机组结合产生的。异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可，它对精度的要求并不高。另外，异步风力发电机的控制装置并不复杂，且能可靠、安全地运行。不过，异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题，如在并网之后极易出现比较大的冲击电流，造成风电机组电气安全隐患。还有磁路饱和现象，会导致励磁电流增加使系统功率降低。故应对异步风电机组加强运行监督，做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性。针对调速精度，异步风电机组对其并未提出较高的要求，只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可，不需要进行整步操作与同步设备。但异步风电机组并网较为复杂，需要解决较多问题。如果异步风电机组直接进行并网，则极易产生极大的冲击电流，降低电压，严重影响电力系统的正常运行。故电场运行部门要做好监督工作，制定有效预防措施，以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性。
1.2微网技术
微网系统本身抗干扰能力较弱，并且在诸多不可控因素的影响下，容易降低微网系统运行的安全性和稳定性。因此，微网技术的应用过程中需要对微网系统的运行情况进行有效控制与管理。微电源作为微网系统的重要组成部分，虽然其构成与属性存在一定差异，但微网系统的总能量是一定的，因此，为避免微电网对整体电网的负面影响，需要在微电网的运行中保证电压的稳定性，但从现阶段的实际情况来看，这一问题并未得到妥善地解决。同时，微网从独立运行状态到并网状态的相互切换过程中都会在一定程度上影响整个电网运行的稳定性。因此，技术人员需要结合具体要求和实际情况对微电网的结构与配置参数进行优化与调整，从而提高对微电网系统运行效果的控制，避免微电网对整个电网造成的不利影响。现阶段，传统的保护措施在实现对微网系统单向潮流的保护过程中，难以起到对微网系统双向潮流的保护作用。因此，在社会经济与科学技术高速发展的背景下，对于微网技术的研发与应用工作需要对常规保护模式下的运行故障进行检测，并利用保护控制系统保证微网系统运行的稳定性。
1.3同步风电机组并网技术
同步风电机组，即是同步电机与风电机组结合产生的，在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率，并且还能有效地确保电能质量，因此在我国风电系统中应用越来越广泛。目前，我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法。一般来说，风速波动较大会导致转子转矩发生波动，无法满足机组并网调速精度。在融合同步发电机、风力发电机以后，如果未对以上问题进行充分考虑，尤其是在较大荷载条件下，电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象。以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响，随着变频器装置广泛的运用，该问题得到了有效解决。
2风电电能质量控制要点分析
2.1电压波动与闪变的治理
对电压的不规律起伏和电压闪变的问题，改善方法包括用户在使用电器时对其进行一定的优化和改善。可以优化电网系统，提高电网所提供的电能质量来减少供电过程中所存在的问题。提高电网供电能力的方法主要有：将电压质量进行优化，提高整体电压的质量等级；搭建更多敏感电器及大型高压电器的特殊供电输送线路；对高压电器采用分压、降压。除上述治理的技术方法外，还可增设相关设备来对电压进行治理。例如采用由晶闸管所组成的补偿器，可在电压电流骤降时进行切断。
2.2混合式无功优化技术
无功优化装置需要考虑电压检测、数据采集、控制策略、用户界面和远程通信等因素。该系统可以采用本地控制模式和远程控制模式，这是传统的控制模式。通常来说，控制单元可以检测节点电压和功率因数，并进行动态补偿。当采用远程控制方式时，需要调度中心进行控制，以实现电力系统的最优分配。混合式无功优化技术是一种通过对电压进行综合控制，根据电压负荷量及用电需求，而形成的无功功率的全新型装置，能够有效控制和抑制电压负荷变化，保持电流的高速输出。由于现阶段我国对该技术的研究尚不成熟，所采用的都是由晶闸管电容设备及相关产品或者有源静止无功发生器产品，虽然在实际应用中能够起到一定的效果，但其具有成本较高、效率低，同时耗时时间较长等问题，不能够在根本上提高电能质量和输送效率。通过采用混合式无功优化装置，TSC（ThyristorSwitchCapacitor），SVG（StaticVarGenerator）混合技术，其改变了传统技术带来的弊端，具有高效率、高速度、输送电流快、性价比较高等优势，可以更好地平衡电压，维持电压稳定，以保证电能质量。
2.3轻型直流输电连接电网的使用
近几年我国的风力发电速度越来越快，整体的技术手段也有着非常明显的变化，风力发电的前景可以说是非常良好。特别是随着资源节约型社会的建设，人们利用风能来获取电能的频率越来越高，其所带来的不仅仅是环境保护，同时也能提高资源的整体利用效率，所展现出的输出功率以以及波动对于电网电能质量而言则会带来一定的负面影响，要求所有的工作人员能够在日常的工作中提高对风电场发电设备的管理认知。多数情况下想要提高电网电能的整体质量，可以应用轻直流输电连接技术。所谓轻直流输电连接技术，主要是以PWN作为基础的电压源换流器，其技术手段极其普遍，具有较强的直流输电性能，在风电场并网运行的整体过程中，由于该技术的出现能够顺利地解决由于电源分散而出现的输电走廊问题，其本身具有非常高的自我调节控制能力，满足当前我国风电场并网后对电网电能质量带来的负面影响，同时连接电网的使用。除此之外，决定了风电场并网运行效率的主要因素是风速。随着各种不同的技术手段在不断地进行创新与完善，当前在进行风速的预测过程中，其预测的质量也会进一步的得到提升，能够帮助我国电网的工作人员在最短时间内得到最准确的风力发电性能数值，并且让电网更加灵活地容纳更多风电场。在此基础之上，作为电网的工作人员还需要了解到，如何不断增强风电场本身的优化控制能力，确保风电场能够逐步向着最初的普通发电机性能，以便于其在开展调度工作中其调度工作质量得到显著的提升，满足现阶段电网系统在运行时的安全、稳定这一要求。
2.4电压中断和骤降的补救措施
电压在进行中断时可安装相关设备来进行供电，其原理就是进行电能的储存，在需要时再进行使用。一般来讲，这种储能式的设备在断电时可以提供一定时间的电压，其时长主要是由储能装置所能容纳的多少来决定的。但该种设备一般所需费用相对较高，且其价格随着容纳空间的增加而升高，所以只有在所需电压不大的重要设备上才会使用。如果需要迅速进行电力补偿，还可采取动态电压调节器，该种调节器能给予设备稳定的电压和电流，使设备遇到电压中断而导致的电压骤降时不受到影响。一般来讲，想要提高电能质量就要进行综合考量，将各种治理方法综合运用，根据电能问题的不同特点，结合不同方法能更改好地解决问题。例如想要同时解决谐波电压的不平衡波动和电压做无功负荷的问题，可使用APF的方法；在电流电压输送过程中出现不平稳的起伏问题时，可使用相关调控设备来进行对电压和电流的控制。将多种方法组合起来，可以同时解决电能输送中的不同问题。
结语
我国在近年来始终致力于新能源发电技术的研发与应用，并取得了一定的成绩。但由于诸多因素的影响，制约了新能源发电技术的进一步发展。一定要考虑到之所以选择利用风力发电，是由于风力发电所带来的能源，是环保的、无污染的自然能源。在风电场并网运行的过程中也会出现一系列负面影响，需要对其内容进行进一步的分析，并且根据现阶段的技术提出相应的改变方式。
参考文献
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