孙龙喜
大唐鸡西第二热电有限公司 黑龙江省鸡西市 158100
摘要：近年来，我国电力需求不断增长，风电装机容量也在不断增加。目前，风力发电并网运行带来的电能质量问题已成为人们关注的焦点，因为这个问题在某些情况下会直接影响到风电场的装机容量。实际上，风力发电受到许多因素的影响，这些因素与风力发电有关，包括风向和风速，以及它们的波动性、随机性和间接性，风机的输出功率有一定的波动性，如进入电网的随机功率的波动性，直接关系到电能的质量。综上所述，这种现象可以称为电压波动和闪变。
关键词：风力发电；引起电压波动；闪变
1电网电压波动和闪变的主要原因
风力发电的机组需要并入到电力运输线路时，其所输送出的功率不稳定，出现严重波动，则直接导致了该部分电网的电压波动以及闪变，为此需就此原因进行分析：从图1中可以看出，这是风力发电的机组并入到电力运输线的等效电路图，用来表示风力发电的机组中出口电压的则是E觶；用来表示线路中电抗的则是X1，用来表示线路里面存在的无功电流的则是Ir；用来表示整个电网电压的则是V觶；用来表示线路中有功电流的则是Ia，用来表示线路中电阻的则是R1。在正常条件下，电路之中运行的无功电流总是要比电路之中的有功电流要小很多。
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由图1的第二个图看，分量出现垂直，进而不计算因为其造成的电压跌落。从这一点就能知道，分析电路之中出现电压跌落的具体原因，那就是线路里面存在两种电流，分别是有功和无功的电流，这两个值分别为jX1Ir、R1Ia。当风向以及风速发生了改变之后，风力发电的机组中所输出的功率也会有一些变化，出现一些波动，同时线路中的有功和无功电流同样出现改变，那么此电网之中的电压就会有波动以及闪变。
电路网络电压波动可能影响到一些用电设备运行，通常会利用照明设备运行情况，判定电压波动情况，也就出现闪变概念。IEC（国际电工委员会）提倡，针对电压出现的波动，运用白炽灯亮度闪烁去表示，当白炽灯的亮度有一些变化，比如超过某种设定幅度，则可以将其称之闪变。想要知道人们对于闪变所适应的程度，给出了载波为调幅波的建议，其同工频电压频率、波形、幅值并不相同，可以提供给230V、60W的电灯电能，闪变的察觉率F有规范计算公式，见公式（1）。
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公式里面的A、B、C、D，分别代表着不同的人群，主要以对白炽灯的闪烁程度感觉为准，A为没有感觉，B为稍微有感觉，C为明显有感觉；D为不能承受的感觉，分别有多少人。一瞬间闪变的视感度测量单位就是闪变的觉察率50%，也就是觉察单位设定成S=1。
2电压波动和闪变的检测分析
2.1电压波动和闪变为基础构建数字模型
为准确对其进行检测，常用方法则要在波动电压里面分离出来波动信号。一般情况下，可以将波动的电压设定成调幅波，此时的工频额定电压就可以被看成是电压的波动载波，假设调制出合适的相应频率的调幅波，才可让其幅值改变。一般会用公式（2）代表分频电压u(t):
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从当下能够查询到的资料中可知，电压波动和闪变方面的研究均以u(t）检测和v(t）分离为着手点，想要获取闪变数字，就需要进一步统计分析，由此看出，想要得到精准闪变数值，那么必须得到准确的电压波动的分量，此步骤非常的重要，对于闪变数值精准计算，其准确度受到电压波动分量的准确度影响，从而影响到电网中输出电能质量好坏的准确评价。
2.2电压波动和闪变检测方法
针对检测的过程来说，整体实施方案则应以波动电压u(t）实施分离的时候得出电压波动的分量Vmcos（Ωt）的计算为重点，从而形成检测方法之一。当下，常用检测方法是各国的闪变仪，分成三个种类：第一种则是平方检测法，，IEC给的意见，这是主导检测方法。第二种则是整流检测法。第三种则是有效值检测法。此次研究以平方检测法为重点，进行详细分析。这里所应用的平方检测法，还可以叫做同步检测法。为得到不一样类型的频率信号，需要将电压的信号做平方化的处理，之后运用带通滤波器，去处理无用信号，也就是过滤，可以得到了已经分离完成的波动的电压信号。
3IEC闪变仪仿真研究
3.1仿真模型
以Matlab/Simulink为基础形成上述的原理结构图仿真模型，设定电压波动分量是波动幅度的0.25%，频率则是8.8Hz正弦波。波动电压信号（也就是调幅波）为正弦波，同时受到个滤波器的滤波蒸流的调节之后，输出得到信号为mUm2cos（Ωt），也就是v'(t）。
从而看以获得电压波动信号，应乘以16，还要除以系数Um4。让仿真的模型除以Um4并乘以16，则是从这点出发。在仿真模型之中，波动电压分量（也就是调幅波）为波动幅度的0.25%，而频率则是8.8Hz波，想要让输出闪变的视感度S(t)=1，则应计算单位的闪变视感度，之后除以0.25%并乘系数进行修正。
3.2仿真分析
想要证明上面的闪变模型是否准确，进行了仿真分析，本次仿真所用载波是工频电压，频率是50Hz，幅值是因为正弦的调幅波频率设定成了8.8Hz，在0.25%的波动幅度时候，输出瞬时闪变的视感度为1，所以，电压的波动分量（也就是调幅波），运用正弦调幅频率应当是8.8Hz,0.25%的波动幅度。
利用Simulink就能得到每环节仿真波形，从而仿真获得S((t）的波形，将S(t）波形局部的稳态进行放大，可以看到以下特点：8.8Hz是输出时的电压频率，就可以说明进行了相应加权的滤波处理，可以得到此时波形，此时频率也就是对应调幅频率，滤波时则不用影响信号，信号会变弱，以让滤波器得到满足。
结束语
综上所述，针对风力发电的电能质量评价，非常关键的方面则是电压波动和闪变。利用平方法构建仿真模型，闪变仪的检测瞬时闪变视感度是1，在1上下的3%进行浮动，达到IEC检测精度要求，一般会于2.5s的时候处于稳定。
参考文献
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[2]孙涛,王伟胜,戴慧珠,杨以涵.风力发电引起的电压波动和闪变[J].电网技术,2003,{4}(12):62-66+70.