淺析風力發電并網技術及電能控制

劉風濤

摘要：風力發電技術日趨成熟，電廠容量在不斷增加，雖然可以在一定程度上緩解社會生產與電力資源之間的供需矛盾，但是風電總量的增加還是對電網系統產生了一定影響。一般風力發電廠多建設在地廣人稀地區，遠離供電網中心區域，所需承受的沖擊力比較小，在并網時就很容易導致配電網出現諧波污染與閃變問題。并且受風力發電特性影響，其不穩定性也會影響電網整體供電質量。因此還需要加強對風力發電并網技術與電能控制策略的研究。

關鍵詞：風力發電;并網技術;電能控制;分析

1導言

當前，我國的風力發電規模越來越大，風電電場容量也持續增加，這對于緩解我國不斷增加的用電需求與傳統發電之間的矛盾起到了非常重要的作用。風力發電是將風的勢能轉化為電能，這種發電方式更加綠色環保，而且風能是可再生能源，所以風力發電是一種有非常光明的應用前景的發電模式。隨著社會經濟的不斷發展，未來風力發電的容量必然會越來越高。但是，我國風電在取得成績的同時，也要看到與國際先進國家之間的技術差距，尤其是我國的風電技術與世界上的風電強國如德國相比，還有一定差距，具體表現在風電并網過程中容易出現諧波污染與閃變問題，無法保證供電質量的持續穩定性，所以，針對風力發電并網技術展開研究，對于我國當前的風力發電有非常重要的意義。

2風力發電并網技術

2.1同步并網技術

同步發電機機組與風力發電機組保持相同步調，是風力發電并網技術實現的最佳效果。對于風力發電來講，整個過程并不穩定，受風力、風速、風向等因素影響較大，因此發電轉子也會產生較大幅度的搖擺，使得風電并網調速難以滿足同步發電機的精度，有非常大的可能會出現失步狀況。怎樣才能夠實現和推廣風力發電的同步并網一直都是技術研究要點，目前已經取得了初步效果，可以為風力發電與發電運營提供一定支持。

2.2異步并網技術

異步發電動力組和風力發電動力組兩者先進行結合然后保持相同步調運轉，則為異步并網技術，與同步并網技術相比，受限的可能性極大程度上地降低，無需風力發電并網調速精準做到與同步發電機精度一致，只需要發電轉子運轉時風力發電并網調速異步發電機的轉動轉速保持一定程度的協調一致即可。風力電機組搭配使用的異步發電機方式，可避免整個系統設置復雜的控制裝置，并且在并網后，也不必擔心產生無振蕩或者失步問題，整體運行狀態相對穩定。但是就實際應用效果來看，電力發電異步并網技術還存在一定缺陷，部分情況下在并網后，會因為沖擊電流過大、電壓降低等因素干擾，而導致風力發電系統異常，尤其是不穩定系統頻率值降低過大，會導致異步發電機的電流急劇增大，造成系統運行過載，甚至整個癱瘓，生產安全風險增大，因此想要選擇此種并網方式，還需要提前做好相關準備工作，采取一定措施來維持異步風力發電機組的穩定運行狀態。

3風電并網運轉運行實驗

3.1動態無功抵償設備公用特性測試實驗

對風電并網運轉方式進行實驗，動態無功抵償設備功用特性測試就是其中之一，主要目的就是確定電容抵償投切的一系列步驟以及操作是否符合相關標準。整個實驗操作非常簡單，要求在運轉機組進行并網的過程中，對發電機的輸出功率進行調整，同時還需要改變機組的負載狀態。并且，在實際操作中為了降低各項因素對實驗結果可靠性的干擾，應盡量保證在盡量差工況以及風速不穩定的發電狀態下來進行實驗，可最大程度地保證實驗結果的準確性。

3.2風電場電能質量測試實驗

在進行風電場電能質量測試實驗前，應確定風電場風機處于停運狀態下，并對所有并網點進行一次全面檢測，通過此項操作來驗證確定各次諧波電壓的安穩度以及電壓總諧波是否正常。假如風電場處于正常的運轉狀態，則應對各功率區間、諧波電壓來進行測試，由此便可來判斷風電場諧波電流是否符合相關標準。

4風力發電并網技術與電能質量控制策略

4.1加強對諧波的抑制

在風力發電并網的實際實施過程中，要想使電能的質量控制效果得到整體提升，就可以對靜止無功補償器進行合理應用，有效抑制諧波危害等問題。靜止無功補償器主要是由多種裝置構成，其存在非常快的反應速度，可以實時跟蹤不斷變化的無功功率，同時可以有效調節由于風速不穩定，而導致的電壓變化等問題，最終充分實現諧波濾除的作用，使電網的整體電能供應質量顯著提高。

4.2注重對風電信息分析工作的完善

在開展風電并網工作時，要建立相應的風電信息統計與分析平臺，進而提供更加高效的信息服務。在其平臺建立完成后，就可以形成全過程的信息庫，使相關政府部門可以及時獲得更加準確的風電服務信息，進一步增強風電接入系統的工程管理力度，使風電并網送輸過程得到有效保證。針對一些大型的風電基礎項目，就要做好前期準備工作，強化地方核準風電項目的計劃管理工作，逐漸制定科學的并網檢測規定，將并網檢測制度充分落實。針對風電運行，還要強化管理過程，對風電調度實現科學的計劃管理，進一步提升并網管理質量。

4.3進一步優化機組設計

針對風電發電業務，不僅要加強對設備自身問題的關注，還要有效連接風力發電機組的各個環節，合理控制風力發電設備的可靠性，在對風電機組的選擇過程中，要盡可能選擇具備大兆瓦和小體積等特點的風電機組，使風電機組的運輸更加便利，提高吊裝的安全性，合理控制風電場的整體投資。可以通過對葉輪捕風能力和風能轉換效率提高等方式，進一步提升設備整體的可靠性，明顯增強風電機組的整體工作效率。

4.4增強對故障的診斷力度

企業要在風電并網工作過程中，定期組織相關工作人員參與技術培訓活動，使風電服務的整體質量可以明顯提升。在企業開展技術培訓活動時，要加強對風力葉片結構的講解，重點關注風機故障診斷和維修等環節，還要要求相關工作人員注重風機的日常運行維護工作，對風機的葉片故障原因進行深入分析與研究，選擇科學合理的故障診斷技術，及時采取有效的措施，對風機葉片故障進行有效解決。企業還要為相關工作人員提供較多的技術交流機會，進一步實現技術的優化與創新，為電力生產與運行維護提供較大的力量作為支撐。

5結論

總之，在未來的電力生產中，風力發電并網技術會成為一種主要技術模式，同時我國具備非常豐富的風力資源，因此就需要我國對風機發電并網技術進行全面的分析與研究，逐漸提升并網技術水平，對發電機組進行合理優化，使現有的風力發電并網技術問題得到充分解決，對風力發電過程進行嚴格管理，從而為風力發電的電能整體質量提供保障。

參考文獻

[1]張玉林.探究風力發電并網技術及電能質量控制措施[J].工程建設與設計，2019（22）：55-56+62.

[2]周利鵬.風力發電并網技術及電能質量控制措施探討[J].科技創新導報，2018，15（36）：70-71.