淺析風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能控制

劉風(fēng)濤

摘要：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)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(chǎn)與電力資源之間的供需矛盾，但是風(fēng)電總量的增加還是對電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生了一定影響。一般風(fēng)力發(fā)電廠多建設(shè)在地廣人稀地區(qū)，遠(yuǎn)離供電網(wǎng)中心區(qū)域，所需承受的沖擊力比較小，在并網(wǎng)時就很容易導(dǎo)致配電網(wǎng)出現(xiàn)諧波污染與閃變問題。并且受風(fēng)力發(fā)電特性影響，其不穩(wěn)定性也會影響電網(wǎng)整體供電質(zhì)量。因此還需要加強(qiáng)對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能控制策略的研究。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能控制;分析

1導(dǎo)言

當(dāng)前，我國的風(fēng)力發(fā)電規(guī)模越來越大，風(fēng)電電場容量也持續(xù)增加，這對于緩解我國不斷增加的用電需求與傳統(tǒng)發(fā)電之間的矛盾起到了非常重要的作用。風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的勢能轉(zhuǎn)化為電能，這種發(fā)電方式更加綠色環(huán)保，而且風(fēng)能是可再生能源，所以風(fēng)力發(fā)電是一種有非常光明的應(yīng)用前景的發(fā)電模式。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，未來風(fēng)力發(fā)電的容量必然會越來越高。但是，我國風(fēng)電在取得成績的同時，也要看到與國際先進(jìn)國家之間的技術(shù)差距，尤其是我國的風(fēng)電技術(shù)與世界上的風(fēng)電強(qiáng)國如德國相比，還有一定差距，具體表現(xiàn)在風(fēng)電并網(wǎng)過程中容易出現(xiàn)諧波污染與閃變問題，無法保證供電質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定性，所以，針對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)展開研究，對于我國當(dāng)前的風(fēng)力發(fā)電有非常重要的意義。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

2.1同步并網(wǎng)技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)機(jī)組與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組保持相同步調(diào)，是風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的最佳效果。對于風(fēng)力發(fā)電來講，整個過程并不穩(wěn)定，受風(fēng)力、風(fēng)速、風(fēng)向等因素影響較大，因此發(fā)電轉(zhuǎn)子也會產(chǎn)生較大幅度的搖擺，使得風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)速難以滿足同步發(fā)電機(jī)的精度，有非常大的可能會出現(xiàn)失步狀況。怎樣才能夠?qū)崿F(xiàn)和推廣風(fēng)力發(fā)電的同步并網(wǎng)一直都是技術(shù)研究要點(diǎn)，目前已經(jīng)取得了初步效果，可以為風(fēng)力發(fā)電與發(fā)電運(yùn)營提供一定支持。

2.2異步并網(wǎng)技術(shù)

異步發(fā)電動力組和風(fēng)力發(fā)電動力組兩者先進(jìn)行結(jié)合然后保持相同步調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，則為異步并網(wǎng)技術(shù)，與同步并網(wǎng)技術(shù)相比，受限的可能性極大程度上地降低，無需風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速精準(zhǔn)做到與同步發(fā)電機(jī)精度一致，只需要發(fā)電轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速保持一定程度的協(xié)調(diào)一致即可。風(fēng)力電機(jī)組搭配使用的異步發(fā)電機(jī)方式，可避免整個系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜的控制裝置，并且在并網(wǎng)后，也不必?fù)?dān)心產(chǎn)生無振蕩或者失步問題，整體運(yùn)行狀態(tài)相對穩(wěn)定。但是就實際應(yīng)用效果來看，電力發(fā)電異步并網(wǎng)技術(shù)還存在一定缺陷，部分情況下在并網(wǎng)后，會因為沖擊電流過大、電壓降低等因素干擾，而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)異常，尤其是不穩(wěn)定系統(tǒng)頻率值降低過大，會導(dǎo)致異步發(fā)電機(jī)的電流急劇增大，造成系統(tǒng)運(yùn)行過載，甚至整個癱瘓，生產(chǎn)安全風(fēng)險增大，因此想要選擇此種并網(wǎng)方式，還需要提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，采取一定措施來維持異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

3風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)行實驗

3.1動態(tài)無功抵償設(shè)備公用特性測試實驗

對風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)方式進(jìn)行實驗，動態(tài)無功抵償設(shè)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)。整個實驗操作非常簡單，要求在運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組進(jìn)行并網(wǎng)的過程中，對發(fā)電機(jī)的輸出功率進(jìn)行調(diào)整，同時還需要改變機(jī)組的負(fù)載狀態(tài)。并且，在實際操作中為了降低各項因素對實驗結(jié)果可靠性的干擾，應(yīng)盡量保證在盡量差工況以及風(fēng)速不穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)下來進(jìn)行實驗，可最大程度地保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.2風(fēng)電場電能質(zhì)量測試實驗

在進(jìn)行風(fēng)電場電能質(zhì)量測試實驗前，應(yīng)確定風(fēng)電場風(fēng)機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài)下，并對所有并網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)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(wěn)度以及電壓總諧波是否正常。假如風(fēng)電場處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，則應(yīng)對各功率區(qū)間、諧波電壓來進(jìn)行測試，由此便可來判斷風(fēng)電場諧波電流是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與電能質(zhì)量控制策略

4.1加強(qiáng)對諧波的抑制

在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的實際實施過程中，要想使電能的質(zhì)量控制效果得到整體提升，就可以對靜止無功補(bǔ)償器進(jìn)行合理應(yīng)用，有效抑制諧波危害等問題。靜止無功補(bǔ)償器主要是由多種裝置構(gòu)成，其存在非常快的反應(yīng)速度，可以實時跟蹤不斷變化的無功功率，同時可以有效調(diào)節(jié)由于風(fēng)速不穩(wěn)定，而導(dǎo)致的電壓變化等問題，最終充分實現(xiàn)諧波濾除的作用，使電網(wǎng)的整體電能供應(yīng)質(zhì)量顯著提高。

4.2注重對風(fēng)電信息分析工作的完善

在開展風(fēng)電并網(wǎng)工作時，要建立相應(yīng)的風(fēng)電信息統(tǒng)計與分析平臺，進(jìn)而提供更加高效的信息服務(wù)。在其平臺建立完成后，就可以形成全過程的信息庫，使相關(guān)政府部門可以及時獲得更加準(zhǔn)確的風(fēng)電服務(wù)信息，進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)電接入系統(tǒng)的工程管理力度，使風(fēng)電并網(wǎng)送輸過程得到有效保證。針對一些大型的風(fēng)電基礎(chǔ)項目，就要做好前期準(zhǔn)備工作，強(qiáng)化地方核準(zhǔn)風(fēng)電項目的計劃管理工作，逐漸制定科學(xué)的并網(wǎng)檢測規(guī)定，將并網(wǎng)檢測制度充分落實。針對風(fēng)電運(yùn)行，還要強(qiáng)化管理過程，對風(fēng)電調(diào)度實現(xiàn)科學(xué)的計劃管理，進(jìn)一步提升并網(wǎng)管理質(zhì)量。

4.3進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)組設(shè)計

針對風(fēng)電發(fā)電業(yè)務(wù)，不僅要加強(qiáng)對設(shè)備自身問題的關(guān)注，還要有效連接風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各個環(huán)節(jié)，合理控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的可靠性，在對風(fēng)電機(jī)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(diǎn)的風(fēng)電機(jī)組，使風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)輸更加便利，提高吊裝的安全性，合理控制風(fēng)電場的整體投資。可以通過對葉輪捕風(fēng)能力和風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率提高等方式，進(jìn)一步提升設(shè)備整體的可靠性，明顯增強(qiáng)風(fēng)電機(jī)組的整體工作效率。

4.4增強(qiáng)對故障的診斷力度

企業(yè)要在風(fēng)電并網(wǎng)工作過程中，定期組織相關(guān)工作人員參與技術(shù)培訓(xùn)活動，使風(fēng)電服務(wù)的整體質(zhì)量可以明顯提升。在企業(yè)開展技術(shù)培訓(xùn)活動時，要加強(qiáng)對風(fēng)力葉片結(jié)構(gòu)的講解，重點(diǎn)關(guān)注風(fēng)機(jī)故障診斷和維修等環(huán)節(jié)，還要要求相關(guān)工作人員注重風(fēng)機(jī)的日常運(yùn)行維護(hù)工作，對風(fēng)機(jī)的葉片故障原因進(jìn)行深入分析與研究，選擇科學(xué)合理的故障診斷技術(shù)，及時采取有效的措施，對風(fēng)機(jī)葉片故障進(jìn)行有效解決。企業(yè)還要為相關(guān)工作人員提供較多的技術(shù)交流機(jī)會，進(jìn)一步實現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新，為電力生產(chǎn)與運(yùn)行維護(hù)提供較大的力量作為支撐。

5結(jié)論

總之，在未來的電力生產(chǎn)中，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)會成為一種主要技術(shù)模式，同時我國具備非常豐富的風(fēng)力資源，因此就需要我國對風(fēng)機(jī)發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行全面的分析與研究，逐漸提升并網(wǎng)技術(shù)水平，對發(fā)電機(jī)組進(jìn)行合理優(yōu)化，使現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)問題得到充分解決，對風(fēng)力發(fā)電過程進(jìn)行嚴(yán)格管理，從而為風(fēng)力發(fā)電的電能整體質(zhì)量提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉林.探究風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2019（22）：55-56+62.

[2]周利鵬.風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018，15（36）：70-71.