風力發電并網技術及電能質量控制探究

馬興德

摘 要：隨著時代的發展，對于電力的需求日趨升高，給發電單位以及電力市場帶來更高的要求。而傳統的火電形式，因為煤炭能源有限以及污染嚴重，面對生態文明建設的要求，發展遇到一定阻礙，所以國家一直在推行新能源的發展。風電就是其中十分有效的一種，隨著風電技術的逐漸成熟，風電容量逐漸增加，需要并入電網體系中。本次就對風電并網技術以及電能質量控制內容進行簡單分析。

關鍵詞：風電并網技術;電能質量控制;影響;措施

1引言

風力發電在當前社會屬于新型發電模式，雖然早就有所發展，但目前對其運維管理依然處于探索階段。新時期提出新能源布局之后，考慮能源的持續使用以及生態環保的目標，像風能、太陽能等的發展成為電力領域的重點。而因為風能本身分布的特點以及發電運行的特性，風電機組的發電容量逐漸增大，需要采取并網方式，并入電力系統統一進行協調，以更好地滿足社會發展的用電需求。但是并網操作會對電能質量帶來一定影響，所以要密切認識到這些影響，選擇合適的并網技術，并關注電能質量的控制。

2風力發電并網技術概述

風力發電并網是電能輸出的重點環節，有助于維持風力到電能的穩定轉化，保證風電機組的穩定運行以及風電的穩定供應。目前來說，風電并網技術主要有兩種，一種是同步風力發電機組并網技術，該技術是將風力發電機與同步發電機（擁有體積小、結構密集、效率高、成本穩定等優勢）相結合，后者可以為風電提供對應的無功功率和周波的穩定支持，應用廣泛，而且維護成本較低，負載轉速水平高，可以保持周波的穩定性，從而提升風電質量。另一種是異步風力發電機組并網技術，該技術是利用轉差率和電力運行的負荷進行目標調整，相對來說對于調速精度的要求較低，所以支持設備結構體系的簡化，能夠降低設備安裝的復雜程度，同時降低發電成本;但該技術也存在一定缺陷，那就是從極電流過大，會降低電網的電壓水平，威脅電網的安全運行;所以應用該技術時需要進行無功補償，盡量降低抽選磁路飽和、電流增大等問題的發生，強化對并網操作的控制以及對各個參數的控制，避免出現重大失誤，保證安全并網。

3風電并網對電能質量的影響

3.1諧波影響

這個問題是最為關鍵和常見的影響，而且對于整個電網都有一定影響。在當前風電并網實踐中，出現諧波的因素主要有兩個方面，一是并網操作中逆變器會出現諧波，二是風力電源接通后的運行過程會出現諧波。產生的諧波進入電網后，會對供電系統的電能質量造成明顯影響。因為當前的風電并網大部分采取的是軟并網技術，所以在并網沖容易出現大沖擊電流，導致外界風速超過切出風速，使得風電機組不能維持額定狀態運行，所以會造成電網電能質量下降的問題。

3.2電壓波與閃變

因為風電屬于新能源類型之一，可再生無污染，所以在可持續發展理念下，表現出快速發展趨勢，風電并網容量近年來持續增加，增速較高。但隨著容量的增加，風電并網對于電網造成的影響也更加突出。其中電壓波動與閃變就是比較明顯的影響之一。風電并網過程中，如果連接位置與配電變壓器之間的距離過小，那么電壓閃變的影響相對不大，但會帶來顯著的電流影響，導致饋線附近的電壓展現出劇烈變動，進而有可能損壞風電機組設備。還有一點，風電并網后會增加電網電壓，特別是當前風電并網技術大部分選擇的異步電機配合方式，其持續運轉會建立起旋轉磁場，導致損失大量的無功功率。再加上功率分布方式對電網電壓造成干擾，導致并網以后一些無功功率被消耗，所以電網壓降迅速提升，影響到電能質量。

4基于并網技術的風力發電電能質量控制措施

4.1強化設備更新和管理

風電發電過程中，機組設備發揮著重要作用，也對電能質量有直接影響。所以新時期需要在并網技術之下，強化風電機組設備的更新和管理，對機組設計進行優化，從而實現對電能質量的有效控制。新時期要注意實現風力發電機組、輸電線路以及 SVG 和變電設備等各個環節之間的協調統一，保證設備運行的平穩和高效性，加強對設備和技術的結合，進而做好電能質量的控制工作。

4.2 做好電網信息分析工作

風電場還需要提高風電并網技術的信息化水平，提升電力系統的信息化程度，建立完善的風力發電信息系統計平臺，收集全面的風電信息，對風電的前期規劃設計、并網運行以及后期運維升級等數據進行分析、整理和歸納，為電力企業的決策提供準確的數據支持。同時還需要保證風電接入工程的效率和安全進行，通過使用靜止無功補償器來抑制諧波的影響，實現對風電穩定性的實時監測，完全濾除諧波，保證風電的供電穩定。

4.3 注重專業技術人員的培養

風電并網技術人員的專業素質水平對于這項工作也有一定影響，所以要注重對專業技術人員的培養，關注對專業素養以及實踐操作能力的培訓和提升。對此要求風電場對風電并網相關工作人員進行技術培訓，定期組織專業理論知識培訓活動，強化實踐演練活動的組織，針對風電設備的障礙、缺陷、操作等知識進行識別和修復學習，增強技術業務能力;同時還要掌握先進信息技術的應用，建立起運維一體化系統，借助軟件設備工具實現對風電機組的遠程監管，減輕工作壓力，提高風電設備的運維穩定性。

4.4 強化電網故障診斷工作

因為風電機組依靠的是風力發電，需要長期暴露在自然環境中，而且需要長期運行，所以出現設備故障和損壞的問題比較普遍。特別是風機葉片很容易出現各種故障。所以要注意強化電網的故障診斷工作，引入智能化技術，做好風電機組運行的實時監管和維護工作，安排巡檢人員定期巡查，對電網運行狀況進行監督，對故障問題進行及時地分類、判斷和處理記錄等，為風電系統的運行提供技術支持。

5結語

在新能源布局驅使下，風力發電并網技術的應用是調整能源結構，優化能源布局的必然趨勢，也是落實可持續發展的必要舉措。對此要求風電場做好發電機組和設備的優化管理，注重諧波抑制和信息分析等，全面提升風電能源質量。

參考文獻：

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[2]王磊.淺析風力發電并網技術及電能控制[J].中國設備工程，2021，（15）：187-188.