風(fēng)力發(fā)電中的電能質(zhì)量問題的研究

張強(qiáng)

摘? ?要：隨著社會與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力能源的需要正在數(shù)量急劇提升的同時表現(xiàn)出質(zhì)量要求和可持續(xù)發(fā)展要求的基本特點(diǎn)。風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前清潔電能生產(chǎn)的一個主要類型，受到風(fēng)力發(fā)電電力生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境因素、設(shè)備特點(diǎn)的限制，風(fēng)力發(fā)電表現(xiàn)出電能質(zhì)量不穩(wěn)定的特點(diǎn)。研究提供了做好功能設(shè)備的系統(tǒng)應(yīng)用，統(tǒng)一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能質(zhì)量控制器，做好風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的諧波抑制等對策，為風(fēng)力發(fā)電企業(yè)更好地提升電力生產(chǎn)中的電能質(zhì)量作出了深入思考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電? 諧波? 功能? 電能質(zhì)量? 控制? 機(jī)組? 干擾

中圖分類號：TM614? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）12（a）-0033-02

風(fēng)力發(fā)電是新時期綠色觀念和可持續(xù)發(fā)展理念應(yīng)用于電力產(chǎn)業(yè)的新生事物，由于風(fēng)力發(fā)電受到地理環(huán)境、自然條件的現(xiàn)實(shí)而產(chǎn)生電力生產(chǎn)中電流沖擊、電壓波動、雜波影響等各種問題，如何提升風(fēng)力發(fā)電企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的電能質(zhì)量，預(yù)防、處理和解決風(fēng)力發(fā)電各類故障和隱患就成為企業(yè)的中心任務(wù)。

1? 做好風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的諧波抑制

風(fēng)力發(fā)電企業(yè)可以借助火電網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用靜止無功補(bǔ)償器作為有效抑制發(fā)電網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的有害諧波的主要方式，企業(yè)可以采取并網(wǎng)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)重組的方式在風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)和設(shè)備的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置靜止無功補(bǔ)償器，更多地發(fā)揮電抗器、過濾器、電容器在電網(wǎng)運(yùn)行中的諧波抑制功能，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因各類情況產(chǎn)生的諧波做到及時而準(zhǔn)確地反應(yīng)。發(fā)電企業(yè)要注意靜止無功補(bǔ)償器的狀態(tài)判別和信息解讀，通過反饋的資料和數(shù)據(jù)更好地判別風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和自然環(huán)境特點(diǎn)，以靜態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)整體上的無功補(bǔ)償，在不增添整個風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次的基礎(chǔ)上，在穩(wěn)定電力網(wǎng)電壓變化情況的同時，將激烈震蕩的高頻諧波做到消減和抑制，實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)電流的穩(wěn)定，進(jìn)而提升整個風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)電能供應(yīng)的連續(xù)性和質(zhì)量。

2? 做好功能設(shè)備的系統(tǒng)應(yīng)用

風(fēng)力發(fā)電企業(yè)要善于在電力網(wǎng)絡(luò)中引入功能型設(shè)備，以此來消除有害雜波對風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)、機(jī)組與設(shè)備的影響，提升風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行安全性和電力電能質(zhì)量。風(fēng)力發(fā)電企業(yè)要做好有源濾波器在電力網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用工作，一般應(yīng)采用有源濾波器的方式，利用電力晶體管和可關(guān)斷晶閘管構(gòu)成復(fù)雜的功能型裝置起到對電力網(wǎng)負(fù)荷電流實(shí)時樸償?shù)淖饔茫瑫r有緣該濾波器中電子元器件和控制開關(guān)具有自動調(diào)整和迅速切換的功能，可以通過向電力網(wǎng)輸入電壓負(fù)荷而實(shí)現(xiàn)對畸變電流的干預(yù)，進(jìn)而確保整個電力網(wǎng)中僅僅向負(fù)荷提供正弦的基波電流，進(jìn)而提升風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的穩(wěn)定性。在機(jī)組密集、負(fù)荷量大的區(qū)域接入的有源濾波器設(shè)備要強(qiáng)調(diào)功能性和反應(yīng)能力，要對整個系統(tǒng)中電壓波動大、閃變頻率高、補(bǔ)償率高、容量大等特殊情況作出準(zhǔn)確而及時的反應(yīng)，起到對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和網(wǎng)絡(luò)電壓波動的有效控制作用，實(shí)現(xiàn)對整個電力網(wǎng)穩(wěn)定電壓和提升電能質(zhì)量的價(jià)值。動態(tài)電壓恢復(fù)器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和電力網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要功能型設(shè)備，其工作原理是利用通過儲能單元、補(bǔ)償裝置、切換設(shè)備的共同運(yùn)行，在毫秒級的反應(yīng)時間內(nèi)準(zhǔn)確判斷機(jī)組和網(wǎng)絡(luò)存在的電壓差過大、電力供應(yīng)不足等問題，進(jìn)而在切換裝置的工作向?qū)δ軉挝粌涞碾娏ψ⑷刖W(wǎng)絡(luò)，在非常短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)調(diào)整和電能質(zhì)量改善，進(jìn)而消除和解決了風(fēng)力發(fā)電中電壓波動、諧波等動態(tài)電壓質(zhì)量問題。

3? 提高風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行人員的電能質(zhì)量保障能力

運(yùn)行人員是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電力生產(chǎn)和安全生產(chǎn)的人力資源保障，是提升和穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能質(zhì)量的主要參與者，運(yùn)行人員專業(yè)技能和技術(shù)保障能力決定著風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量的高低。風(fēng)力發(fā)電企業(yè)要將運(yùn)行人員的專業(yè)技術(shù)發(fā)展作為企業(yè)培養(yǎng)人才的重要戰(zhàn)略組成部分，針對性地提升人員風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、運(yùn)行維護(hù)操作、電力網(wǎng)絡(luò)水平等相關(guān)素質(zhì)和能力，有效提升運(yùn)行人員對風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)過程中隱患排查、故障診斷、風(fēng)險(xiǎn)分析、損傷維護(hù)等方面的技能水平，為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備高質(zhì)量的電能生產(chǎn)提供人員、技術(shù)、素質(zhì)方面的支撐。風(fēng)力發(fā)電企業(yè)還應(yīng)該在發(fā)展體系上建立起運(yùn)行人員的技術(shù)交流、深入學(xué)習(xí)的機(jī)制和戰(zhàn)略，為運(yùn)行人員不斷提供更先進(jìn)的理論和更寬廣的視野，讓運(yùn)行人員的風(fēng)力發(fā)電專業(yè)能力和電能質(zhì)量保障技能得到全面提升，為風(fēng)力發(fā)電企業(yè)的安全電力生產(chǎn)和高質(zhì)量電能供應(yīng)夯實(shí)人才、科技、認(rèn)知基礎(chǔ)。

4? 優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分布與運(yùn)行設(shè)計(jì)

對于每臺風(fēng)力發(fā)電設(shè)備來講都是整個機(jī)組和供電體系的重要成員，每臺設(shè)備只有微觀的層面實(shí)現(xiàn)體系上的最佳分布和功能上的最佳狀態(tài)才能夠在整個機(jī)組中發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)效能，因此作為風(fēng)力發(fā)電企業(yè)必須要針對電力生產(chǎn)要求、自然風(fēng)場實(shí)際、發(fā)電設(shè)備特點(diǎn)做到機(jī)組分布和功能設(shè)計(jì)的持續(xù)優(yōu)化和系統(tǒng)調(diào)整。一方面，要在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整體電能質(zhì)量提升的角度優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分布形式，采取結(jié)構(gòu)優(yōu)化、系統(tǒng)重構(gòu)的方式更好地獲得風(fēng)場穩(wěn)定而連續(xù)的風(fēng)能，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電的質(zhì)量。另一方面，風(fēng)力發(fā)電企業(yè)也應(yīng)該根據(jù)社會電能需求特點(diǎn)和電力生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行機(jī)組運(yùn)行的優(yōu)化和調(diào)整，從提升整體可靠性和每個設(shè)備功能性相結(jié)合的層面制定機(jī)組運(yùn)行的策略，在多個層面上更好地實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電供電質(zhì)量的有效控制。

5? 統(tǒng)一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能質(zhì)量控制器

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要在系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的統(tǒng)一控制，這有利于在局部的大范圍內(nèi)建立起優(yōu)化電能質(zhì)量、實(shí)施電力生產(chǎn)調(diào)控的技術(shù)與體系基礎(chǔ)。有了統(tǒng)一的電能質(zhì)量控制器風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)對電流的有效補(bǔ)償，緩解雜波對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響。在功能上看統(tǒng)一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能質(zhì)量控制器予以綜合補(bǔ)償類裝置，因此可以通過串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償相結(jié)合的方式做到對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、并網(wǎng)設(shè)備、電力用戶的差異性、綜合性補(bǔ)償，特別對于風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)和配電系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波震蕩更是有著良好的適應(yīng)性，有助于提升整個風(fēng)力發(fā)電平臺的電能穩(wěn)定性。在技術(shù)上看統(tǒng)一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能質(zhì)量控制器還可以針對設(shè)備失靈、電壓波動、線路事故、供電中斷等特殊情況作出反應(yīng)，采取動態(tài)方式實(shí)現(xiàn)電力質(zhì)量和電壓水平的有效控制，進(jìn)而提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組供電的安全性和可靠性。

6? 提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的抗干擾能力

針對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行要在組網(wǎng)的過程中提升整個體系的抗干擾能力，通過風(fēng)力發(fā)電設(shè)備間的聯(lián)動和補(bǔ)償效應(yīng)有效地降低機(jī)組高電壓的峰值，同時有效化解機(jī)組低電壓的波谷，提升整個風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)的不脫網(wǎng)能力，在急劇變化的電網(wǎng)電壓極值中獲得整個體系的穩(wěn)定，減少對主干網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，為進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的調(diào)整、優(yōu)化提供必要的穩(wěn)定運(yùn)行時間，為提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組電能質(zhì)量提供運(yùn)行上和系統(tǒng)上的可能。

7? 結(jié)語

隨著我國對風(fēng)力發(fā)電研究與應(yīng)用的逐步深入，風(fēng)力發(fā)電取得了可喜的成績，但是由于風(fēng)力發(fā)電存在的適應(yīng)性不強(qiáng)、電能質(zhì)量不穩(wěn)定等缺陷，風(fēng)力發(fā)電在大面積商業(yè)化和并網(wǎng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)上還存在于發(fā)展要求所不相適應(yīng)的問題。風(fēng)力發(fā)電企業(yè)應(yīng)該立足于管理創(chuàng)新、機(jī)組優(yōu)化、設(shè)備升級、技術(shù)換代等一系列措施和方法，持續(xù)優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)絡(luò)、提升風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量，進(jìn)而為高質(zhì)量、清潔的風(fēng)力電能的普及化、社會化、商業(yè)化應(yīng)用提供技術(shù)上、管理上、設(shè)備上的可能和基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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