张伯文

【摘 要】我国电能有火力、水力等多种来源，而风力则是其中一种主要来源，随着技术的发展，我国风力发电厂的容量也因此增加，一定程度的影响了整体的电网系统。风力发电厂的分布主要集中在人口稀少的区域，通常原理供电网络的中心区域，因此不会承受较大的冲击力。所以导致了配电网容易出现问题，如闪变、谐波污染等。因为风力发电具有随机性的特点，会影响到发电过程，所以风力发电并网技术变得越来越重要，如何控制好电能质量是一个值得探讨的问题。

【关键词】风力发电;并网技术;电能质量控制

中图分类号：TM614 文献标识码：A

引言

风力发电是将风的势能转化为电能的发电形式，较燃煤发电更为绿色环保，应得到大力推广。但是，我国目前风力发电技术相较于德国等风力发电强国还有很大的差距，在风电并网方面会因为谐波而降低系统容量，并使设备加速老化，甚至影响发电安全。另外，还会产生并网闪变问题，导致终端用电设备发生异常甚至损坏电器。目前，只有解决谐波和闪变并网问题，同时，加强电网调峰能力、和智能电网建设并提高电能消纳水平，才能确保风力发电得到充分利用，发挥绿色能源的作用。

1风力发电并网技术

1.1同步风力发电机组并网技术

同步风力发电机的工作效率高、体积小、结构紧凑、成本低、可靠性高、维护量小，同步发电机的无功功率和有功功率是同时输出的，发电机的转速平稳负载特性强，周波稳定，发电机组发电电能质量高，在风力发电中同步风力发电机的应用十分广泛，几乎大部分企业都拥有同步风力发电机组并网技术。但同步风力发电机并不全是优点，实际进行发电过程中同步风力发电机组对风力的控制较弱，无法形成稳定的电机运转，转子转矩上下波动，不能控制在一定的参数范围内，进行各个发电机的并网时，对发电机是有要求的，发电机的频率要与系统频率相同，发电机出口电压与系统电压相同，其最大误差应在百分之五以内，发电机相序与系统相序相同，发电机相位与系统相位相同，但同步发电机组往往无法达到上述的精度标准，会有一些系统误差。并网时，要求操作工人对发电机组进行调节，实现控制发电机组与系统连接，但如果这个过程出现了失误，可能会在负载突然变化时由于转子有惯性，转角不能立即稳定在新的数值，在新的稳定值左右出现若干次摆动的情况。

1.2异步风力发电机组并网技术

异步风力发电机组并网技术与同步风力发电机组并网技术相比，不需要高精度的机组调速在实际工作中，不需要保持同步或是整歩操作与设备，基本保持转速与同步转速相同就可以实施并网。异步发电机与风力发电机组相搭配具有着不需要复杂控制装置的优点，这得益于其只需要依靠转差率便可以调节负荷的特点。其并网后不会出现同步风力发电机组并网技术那样失步、无振荡的问题，其运行时有着较强的可靠性，稳定性高。但是异步风力发电机组并网技术也有一定的缺点：（1）大冲击电流容易在工作人员直接进行并网操作时产生，导致电压下降，不利于系统的稳定运行。（2）系统需要工作人员补偿一定的无功功率，因为异步风力发电机组并网技术系统自身无法形成无功功率。（3）同步转速会随着不稳定系统频率超过上限的同时相应的加快，会使异步发电机转化为电动状态由原来的自发电状态，而异步发电机电流也会因为不稳定系统频率值下降而大幅增加，过载现象也会因此产生。在使用异步风力发电机组并网技术时需要有工作人员确保发电机组能够一直处于稳定运行的状态。

2解决风力发电并网技术问题和提高电能质量控制的措施

2.1做好谐波抑制措施

在进行风力发电并网技术的应用时，想要提高电能质量控制效果，可以使用静止无功补偿器抑制谐波。静止无功补偿器可以对谐波危害问题进行有效的抑制，这种补偿器主要是由电抗器，谐波过滤装置和多台可投切电容器等共同构成。静止无功补偿器的最大特征就是具有非常强的反应能力，可以对无功功率进行实时监测，还能够实时的调整由于风速不稳定导致的电压变化，从而实现将谐波完全的滤除，从而不断的提高风力发电技术的应用，提升整体电网的电能供应质量。

2.2抑制电压波动以及闪变

2.2.1添加有源电力滤波设备在系统当中

实际工作中为了避免电压闪变现象的出现，可以再剧烈波动负荷电流出现的时候，对因为负荷变化导致的无功电流加以补偿，使负荷电流得到及时补偿。可关断电子设备是有源电力滤波设备中所用到的电子零件，因此系统电源可以用电子控制设备替换，向电压负荷输送畸变电流，使系统能够确保把正弦基波电流只向负荷提供。有源电力滤波设备有着反应速度快、电压波动范围大、设备可靠性强，稳定率高、闪变补偿率高的优点。

2.2.2添加动态电压恢复设备在系统当中

可以添加动态电压恢复设备在系统中在中低压类型配电网的情况下，因为其同样会发生电压闪变问题在有功功率高速波动过程中。与此同时需要更加优秀的补偿装置，补偿装置要在提供无功功率人员掌握该设备的使用方法，避免在施工时出现失误。最后，对施工机器要定期的维修和保养，最好是有专门的人保管，负责一切事项。对材料和设备一切相关数据都要整理归档，为以后使用时出现质量问题查找提供便利的条件以及为更好的掌握设备操作方法做好准备。要想做好工程就要把建设中的各种检测做到位，尤其是对于那些项目大、工期长的施工工程，技术检测是前后工程衔接的关键。

2.3提高技术人员的专业能力

电力企业可以针对风电并网工作加强相关技术人员的技术培训，定期组织专业知识的培训，从而提高技术人员的专业素养，不断的提升整体风力发电网络的服务质量。电力企业可以针对风机叶片结构、故障诊断、损伤维修以及运行维护等方面开展培训工作，安排相关技术人员就严重叶片缺陷的识别，分类分级和缺陷修复建议等问题进行深入的探讨和学习。风力发电企业要继续加强技术交流和业务培训，推进风力发电技术的创新和应用，不断的提高风力发电变电技术及电能质量的控制，为电力生产的运行和维护提供有力的技术支持。

2.4改善电网调峰能力

每个地区的用电水平不同，而且同一个地区的用电水平也会因为季节不同而发生差异，这需要电网具有灵活的调峰能力。而调峰机制中能否顺畅地接入风力发电机组缓解火电供给不足，成为现阶段阻碍风电并网的一个因素。纵观我国现阶段电网调峰能力，与德国等发达国家相比还有很大的距离。风力发电反调峰作用具体指的是其功率输出是不确定的，主要是受风力以及季节影响非常明显。所以，必须建立智能化系统对用电峰值进行动态监测，并结合风力发电具体参数，使风电和电网形成动态匹配，这才是确保风电并网供电质量可靠性的有效手段。

结束语

总而言之，风力发电技术在当今的社会发展中占据了非常重要的位置，其在电路市场中所占的份额也明显增加，对能源结构的调整有着十分积极的作用，但是在电力生产中，采取何种措施不断的提高风能的利用效率，提高风力发电系统的运行质量和运行效率，减少谐波的不利影响也成为人们更加关注的问题，这对电力系统的性能有了更加严格的要求，风力发电并网技术就是非常重要的一个发展趋势。

参考文献：

[1]林静，蒋雷.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].通訊世界，2018，No.336（05）：247-248.

[2]梁家斌.风力发电并网技术及电能质量控制对策分析[J].电工技术，2018（12）：69-70.

[3]吕昶.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技视界，2017（28）：131-131.

[4]米凌志.风力发电并网及电能质量控制的相关探讨[J].中小企业管理与科技，2017（24）：149-150.

[5]陈强.风电并网对电能质量的影响及治理[J].中国标准化，2018，No.520（8）：187-188+192

[6]崔杨，李梓锋，刘洋，等.基于可消纳域的高渗透风电并网调度容量研究[J].电网技术，，43（2）：154-160.

（作者单位：甘肃中电瓜州风力发电有限公司）