袁钰琪 杨劲松

摘 要：随着变速恒频电机、双馈电机等新型发电机组的应用推广，风电并网给配电网带来谐波污染、电压波动及闪变等电能质量问题日益严重。文章主要研究了大型风电场接入电力系统后可能引起的电压偏差、电压波动和闪变以及谐波问题。

关键词：风力发电；电能质量；电压偏差；闪变；谐波

引言

风力发电是一种特殊的电力，风力发电输出功率的波动将引起谐波、电压波动与闪变等电能质量问题。随机的、不稳定的风速所造成的电压、频率波动和风机运行中所产生的谐波会对电网电压的品质造成直接的影响， 严重时会危害电网的安全稳定运行[1]。

1 变频恒速风机的类型

1.1 双馈异步风力发电机

双馈异步风力发电机主要由风轮机、齿轮箱、双馈异步发电机、交直交变频器组成[2]，如图1所示。转子绕组通过交-直-交变频器接入工频电网，这是双馈风机区别于其他类型风机的地方。通过对发电机的控制，使风力机运行在最佳叶尖速比，从而使整个运行速度的范围内均有最佳风能利用系数[3]。

图1 双馈异步风力发电机基本结构图

1.2 直驱式交流永磁同步发电机

直驱永磁同步风力发电机主要风轮机、永磁同步发电机和全功率变频器组成，基本结构如图2所示。与双馈异步风力发电机相比，主要有三点不同：一是无齿轮箱，二是无励磁电源，三是通过全功率变流器并网[5]。

图2 直驱永磁同步风力发电机基本结构图

2 风电对电能质量的影响