许朝亮

摘 要： 风能源是大自然界的风力，是一种可循环利用的再生资源，随着全球能源危机出现，人们开始意识到能源开发的适度性，人们开始把目光转向了大自然中的可再生资源，所以风能就成了可代替其他不可再生资源的一种发电资源，风能发电得到了国家的认可。随着国家大力扶持风能发电，风力发电在我国得到普及，但是风能毕竟是一种自然资源，具有不稳定性，风能发电存在着诸多问题，最显著的就是风力发电易引起电压波动和闪变。本文针对风能发电出现的这两个问题进行了深入剖析和探讨，旨在对目前存在的问题进行相关的原因分析，并提出相对的解决办法，以期改善未来风力发电过程中的问题。

关键词： 风力发电;电压波动;闪变

【中图分类号】TM614     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.138

随着社会科技的发展，人们生活水平不断提高，资源的过度开采导致全球资源正在迅速枯竭，人们开始关注和发掘新能源，以维护现有的生态资源。我国是世界利用风能较早的国家，我国高度重视风力发电的研究，探讨解决风力发电的电压波动和闪变等现象对电网安全、电能质量造成的危害，不断的分析发生这一问题的现状及原因，提出合理的解决办法和措施，从而更好的抑制和解决风力发电时所带来的的危害[1]。

1 产生电压波动和闪变的影响因素

利用风能发电的过程是遵循能量转化的过程，而电压的波动是电能变化的具体表现过程，其中弧线的电能变化主要是因为风能的不稳定因素和波动引起的，相互之间发生同向变化;另发电机组的实际运行情况和电网的实际运行情况会在不同程度上对电压造成不同程度的影响。而风能在发生波动的情况下会用风的平均速度和湍流的轻度来表示的。由此可见，当风力在一定程度增强的情况下，发电机组对电压的输出呈现上涨的模式，风速达到一定速度时，应该将传统的发电机组对电压的不稳定性进行一定程度的削弱作用，所以电压的波动才会呈现出来持续不断的增加。所以随着科学技术的高速发展，人们在技术层面需要不断的通过风速的控制来对电压的输出进行一定程度的叠加消减，从而使输出的电压波动逐渐的减少，最后趋于平坦。

2 解决风能产生电压波动和闪变的有效措施

2.1 静止无功补偿器（SVC）

由于冲击性与波动性负荷引起的电压波动与闪变，其实质是无功功率的不平衡。针对此种情况，可以采用具有快速无功功率补偿功能的静止无功补偿器（SVC），此种 SVC 可以相对有效的对电压波动与闪变进行抑制。SVC 基于电力电子及其控制技术，将电容器与电抗器结合到一起来使用，从而实现无功补偿的双向调节与动态调节。如果系统电压相对较高时，可控电抗器就会吸收无功功率;如果系统电压相对较低时，电容器就会发出无功功率，从而实现对电压波动与闪变的抑制作用。

2.2 动态电压恢复器（DVR）

DVR 即是动态电压恢复器的统称，其带有储能装置（系统）的串联补偿装置除无功功率外，还具有补偿有功功率的能力。在中低压配电网当中，有功功率出现的快速波动也将引起电压闪变等情况的产生，所以，抑制电压波动与闪变的补偿装置在补偿无功功率使得供电线路无功功率变化较小的同时，还要相应提供瞬时有功功率补偿，而带有储能单元的动态电压恢复器就能满足其的相应要求，从而更好地实现抑制电压波动与闪变的作用。这主要是由于 DVR 装置的核心“同步电压源逆变器”，利用该设备能够实现对电压波动的逆变，从而将逆变后的电压与原来的电压进行串联，已达到平复波形、补偿电压波动的效果。而且 DVR 的储能单元能够进行足够的电压补偿，能够从根本上来消除电压波动的影响，使发电机组的输出电压波形趋于稳定[2]。

2.3 有源电力滤波器（APF）

要想抑制电压闪变就需要在负荷电流急剧波动的情况下，根据负荷的具体变化来实时的补偿无功电流。有源电力滤波器（APF）是一款抑制电压波动的装置，APF是具有动态抑制谐波与补偿无功的新型电力电子装置，APF 通过对电压谐波的抑制来实现电压的平稳输出，是对无功电流的一种补偿方式。有源电力滤波器的工作原理与传统的静止无功补偿器的工作原理完全不同，而且相较于静止无功补偿器而言，有源电力波滤器在灵敏性方面要远高于静止无功补偿器，同时对电压的补偿效果也高于静止无功补偿器。除此之外，有源电力波滤器的系统运行更加稳定，故障出现的几率相对较低，而且有源电力波滤器能够有效的过滤高次谐波，这是静止无功补偿器所不具备的一种功能，并由于作用机理的原因，静止无功补偿器还会在一定程度上产生谐波，而后还需配备专门的滤波装置，否则将会对电网造成不同程度的影响。

3 结语

所以通过上述的總结我们可以得出，当风能和传统能源相互比较的时候，风能作为一种较为传统的能源，随着全球性能源危机出现而增加对风能的利用率，但同时再使用风能进行发电时，也要注意风能使用时会产生的问题。我国率先使用和利用风能发电，风能已经得到了全世界范围内的关注，世界各国开始陆续修建风力发电项目，风力发电量正在逐年提高，风力发电引发电压的波动和闪变对生产生活造成一定影响和危害。所以，积极采取相关措施解决风能产生的电压波动和闪变，使风能成为安全可靠的可再生能源。

参考文献

[1] 臧鹏，苏长江，史学伟，王阳，马步云.风力发电并网引起的电压波动与闪变仿真研究[A].中国电力科学研究院.2018智能电网新技术发展与应用研讨会论文集[C].中国电力科学研究院：《计算机工程与应用》编辑部，2018：5.

[2] 孙涛，王伟胜，戴慧珠，杨以涵.风力发电引起的电压波动和闪变[J].电网技术，2003（12）：62-66+70.