風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)及質(zhì)量控制

王 敏，李關(guān)平

（中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司內(nèi)蒙古分公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)及質(zhì)量控制

王 敏，李關(guān)平

（中廣核風(fēng)力發(fā)電有限公司內(nèi)蒙古分公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

隨著目前風(fēng)力發(fā)電廠整體規(guī)模的擴(kuò)建，在整個(gè)電網(wǎng)中占據(jù)較大的比例，考慮到風(fēng)來(lái)源以及獲取是否方便等條件，風(fēng)力發(fā)電廠大多選擇在開闊地帶建設(shè)，這使得其必須能夠承受更大的沖擊與風(fēng)力侵蝕。若對(duì)這一現(xiàn)狀置之不理，諧波將會(huì)在整個(gè)電網(wǎng)內(nèi)部擴(kuò)散并使之污染，后續(xù)各種質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)然而生。因此，文章將探究風(fēng)力發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)及其對(duì)所獲取電能的質(zhì)量控制，以促進(jìn)風(fēng)能的持續(xù)化利用。

風(fēng)力發(fā)電；并網(wǎng)技術(shù)；質(zhì)量

與科學(xué)技術(shù)的革新同步發(fā)展，為優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電整體性能，因而引進(jìn)了相關(guān)電網(wǎng)接入與性能控制等層面的新型技術(shù)。運(yùn)用電子技術(shù)對(duì)扇片運(yùn)行速度的調(diào)控可收集到更多的風(fēng)能，并且其也有利于解決風(fēng)電并網(wǎng)體系中潛在的部分質(zhì)量隱患。風(fēng)力發(fā)電逐漸受到人們的青睞也離不開電子技術(shù)提供的大力支持，而并網(wǎng)技術(shù)作為整個(gè)發(fā)電流程中的支柱性技術(shù)，其將直接影響風(fēng)力發(fā)電的最終效能，因而對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的研究已成必然之事。

1 關(guān)于風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的論述

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)主要是指在具體發(fā)電過(guò)程中，電網(wǎng)體系內(nèi)部的電壓要同時(shí)與發(fā)電機(jī)輸送電壓的相位、幅值與頻率始終一致。但實(shí)際情況卻隨著發(fā)電機(jī)機(jī)組容量的與日擴(kuò)增而遠(yuǎn)離既定規(guī)劃原理，即電網(wǎng)遭受巨大的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的沖擊，鑒于此，參照實(shí)際情況，采用科學(xué)、有效的并網(wǎng)技術(shù)已迫在眉睫。

（1）同步并網(wǎng)。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與同步發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)一體化融合時(shí)，便闡釋了同步風(fēng)力發(fā)電組的概念，當(dāng)其處于運(yùn)行模式時(shí)，既可以供給一定量的無(wú)功功率，也可以輸送大量的有功功率，加上極具穩(wěn)定的周波，此時(shí)，整個(gè)電網(wǎng)的質(zhì)量也得到提升，這也是目前市面上多數(shù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實(shí)施同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行模式的關(guān)鍵性因素。然而，同步發(fā)電機(jī)機(jī)組對(duì)精度要求較高，由于風(fēng)力變化過(guò)于明顯，直接決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩也產(chǎn)生巨大的波動(dòng)，難以達(dá)到同步發(fā)電機(jī)機(jī)組的要求。若并網(wǎng)后，相關(guān)部門忽視了這一問(wèn)題，當(dāng)電網(wǎng)所乘風(fēng)力過(guò)重時(shí)，失步或無(wú)功震蕩將成為電力系統(tǒng)面臨的首要難題。

（2）異步并網(wǎng)。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行原理主要依靠轉(zhuǎn)差異率加以調(diào)整的，尤其是在機(jī)組承載量過(guò)重時(shí)，這就決定了其對(duì)調(diào)速精度的要求不高。要實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)目標(biāo)，只需要保證異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)的轉(zhuǎn)速同步即可，盡管異步發(fā)電機(jī)組在安穩(wěn)性方面優(yōu)勢(shì)明顯，其控制裝置的操作步驟相對(duì)容易，實(shí)施并網(wǎng)之后，異步或無(wú)功震蕩的問(wèn)題一般不會(huì)出現(xiàn)，但是，正如一個(gè)硬幣有正反兩個(gè)方面，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組也存在一定的潛在隱患，例如，若未考慮其他情況，直接實(shí)施并網(wǎng)，則會(huì)在整個(gè)電網(wǎng)體系中生成大規(guī)模沖擊電流，迫使電壓短時(shí)間內(nèi)驟降，威脅電網(wǎng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。在這個(gè)過(guò)程中，電網(wǎng)中并未發(fā)生無(wú)功功率現(xiàn)象，這就需要對(duì)其進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。由此可知，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在使用時(shí)必須有專門人員進(jìn)行監(jiān)督作業(yè)。

2 穩(wěn)控質(zhì)量的措施

（1）保持電壓穩(wěn)定，避免起伏與閃變。穩(wěn)控電壓的黃金時(shí)間應(yīng)在負(fù)荷電流出現(xiàn)大幅度起伏時(shí)進(jìn)行，即隨時(shí)補(bǔ)償無(wú)功電流，保證負(fù)荷電流得到實(shí)時(shí)性滿足。電網(wǎng)中所配置的有緣電力濾波器的組成部分可以斷電，即其中的電子控制器能夠勝任系統(tǒng)電源的角色，并產(chǎn)生畸變電流至電壓負(fù)荷，此種運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)條件為電網(wǎng)體系只能為負(fù)荷供給正弦基波電流。而有源電力濾波器憑借自身的高起伏電壓、快速反應(yīng)、小容量補(bǔ)償額度、穩(wěn)控能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可有效控制電壓的波動(dòng)頻率。

（2）控制諧波。①加快換流裝置的脈動(dòng)數(shù)值由換流裝置“制造”的諧波均顯現(xiàn)于特征諧波層面，只有較少部分表現(xiàn)為非特征諧波。因?yàn)樘卣髦C波關(guān)系中，脈動(dòng)數(shù)與頻譜成正比例，而當(dāng)這兩者均增加時(shí)，產(chǎn)生的諧波電流將會(huì)變少，在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)大整流脈動(dòng)的數(shù)值可以在確保平滑波形的狀態(tài)，并且削減諧波電流。例如，當(dāng)脈動(dòng)數(shù)由6擴(kuò)大至12時(shí)，可以抵消與其相比幅值過(guò)大的低頻項(xiàng)，也就是確保了諧波電流降低有效值。②配置無(wú)緣濾波器。高通濾波器與調(diào)諧濾波器為無(wú)緣濾波器的主要類型，其中高通濾波器針對(duì)于具體一次或以往各次所產(chǎn)生的諧波的“融化”，而調(diào)諧濾波器可進(jìn)一步區(qū)分為雙調(diào)諧與單調(diào)諧，用于吸收一次或相鄰兩次諧波。從除此之外，在基波電壓狀態(tài)下，無(wú)緣濾波器可通過(guò)供給基波無(wú)功功率降低諧波的負(fù)載量，同時(shí)補(bǔ)償諧波源的無(wú)功狀態(tài)。從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，憑借自身組成便捷、高效率、經(jīng)濟(jì)投入少、便于后期維護(hù)、運(yùn)行平穩(wěn)等長(zhǎng)處，因此增設(shè)無(wú)緣濾波器已成為目前普遍采用的控制諧波的主要手段。

風(fēng)力發(fā)電而形成的整個(gè)電網(wǎng)體系一旦接入并網(wǎng)技術(shù)，伴隨而來(lái)的電壓高起伏以及諧波的周期性電壓脈等，一直是困擾電網(wǎng)質(zhì)量的主要誘因，對(duì)此，借助設(shè)備采用與技術(shù)革新，逐步穩(wěn)定發(fā)電過(guò)程中的電壓，吸收額外的諧波，才能為質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)提供現(xiàn)實(shí)性條件，對(duì)此，文章進(jìn)行了相應(yīng)的分析。

［1］李建林，胡書舉，付勛波，等.大功率直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)比分析［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2008，（7）.

［2］凌禹，張同莊.變速風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)綜述［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2008，（3）.

［3］孫國(guó)霞,李嘯驄,蔡義明.大型變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)的建模與仿真［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2007，（10）.

Wind Power Grid Technology and Quality Control

WANG Min，LI Guan-ping
（Inner Mongolia Branch of CGNPC Wind Power co.，LTD.，Hohhot，Inner Mongolia 010000，China）

With the expansion of wind power plant，occupying a larger proportion in the whole power grid,considering the wind source and obtaining conditions，it usually sets up wind power plants in open area,which makes it must be able to withstand greater impact and wind erosion.If the situation is set aside，the harmonic will expand in the whole power grid and pollute it and the followingquality issue will arise.Therefore，this paper will explore the grid-connection of wind power technology and its quality control on acquired power,to promote the continued use of wind power.

wind power generation；grid technology；quality

TM614

A

2095-980X（2016）10-0058-01

2016-09-20

王敏（1986-），男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，大學(xué)本科，主要研究方向：風(fēng)力發(fā)電。