风力发电并网技术与电能质量控制要点探讨

风力发电并网技术与电能质量控制要点探讨

黄观林

云南龙源风力发电有限公司 云南省曲靖市 655000

摘要：风力发电是一种新能源，具有无污染、无排放等优点，已经成为全球最具规模且发展最快的可再生能源。但是自然界风力的不确定性导致风力发电的随机性较大，给风电调度带来巨大的困难，因此，考虑风电出力不确定的探究对建设优化电网有重要意义。

关键词：风电并网；技术；电能质量

引言

近年来，由于风力发电具有多种优势，如资源分布非常广泛、清洁无污染等，所以人们对其给予了高度关注，有效推动了风力发电的快速发展。不过在提高风力发电厂容量过程中，却会不同程度地影响电网系统，电能质量的影响程度随着风电机组并网运行规模的扩大而上升。因为风力资源具有不确定性，再加上风电机组运行的特点，严重降低风电机组输出功率的稳定性，进而会影响电能的质量。目前，我国风力发电机组主要选用软并网模式，不过在启动发电机组时还是会出现非常大的冲击电流。假如风速比切出风速高，则风机便会立即停止运行。在整个电网系统中，假如全部风机同时进行运行，则会产生非常大的冲击电流，严重影响整个电网系统，最终会对电网的电能质量造成严重影响。另外，当风机的风速、塔影效应发生变化时，便会产生风机波动现象，且风机波动在电压闪变的发生频率范围之内，所以电网电能质量深受风机运行的影响。因此，对风电机组并网的技术功效和电能的质量控制的重点进行深入探究，具有重要且深远的意义。

1风力发电并网技术

1.1异步风电机组并网技术

异步风电机组，即是异步发电机与风电机组结合产生的。异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可，它对精度的要求并不高。另外，异步风力发电机的控制装置并不复杂，且能可靠、安全地运行。不过，异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题，如在并网之后极易出现比较大的冲击电流，造成风电机组电气安全隐患。还有磁路饱和现象，会导致励磁电流增加使系统功率降低。故应对异步风电机组加强运行监督，做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性。针对调速精度，异步风电机组对其并未提出较高的要求，只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可，不需要进行整步操作与同步设备。但异步风电机组并网较为复杂，需要解决较多问题。如果异步风电机组直接进行并网，则极易产生极大的冲击电流，降低电压，严重影响电力系统的正常运行。故电场运行部门要做好监督工作，制定有效预防措施，以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性。

1.2微网技术

微网系统本身抗干扰能力较弱，并且在诸多不可控因素的影响下，容易降低微网系统运行的安全性和稳定性。因此，微网技术的应用过程中需要对微网系统的运行情况进行有效控制与管理。微电源作为微网系统的重要组成部分，虽然其构成与属性存在一定差异，但微网系统的总能量是一定的，因此，为避免微电网对整体电网的负面影响，需要在微电网的运行中保证电压的稳定性，但从现阶段的实际情况来看，这一问题并未得到妥善地解决。同时，微网从独立运行状态到并网状态的相互切换过程中都会在一定程度上影响整个电网运行的稳定性。因此，技术人员需要结合具体要求和实际情况对微电网的结构与配置参数进行优化与调整，从而提高对微电网系统运行效果的控制，避免微电网对整个电网造成的不利影响。现阶段，传统的保护措施在实现对微网系统单向潮流的保护过程中，难以起到对微网系统双向潮流的保护作用。因此，在社会经济与科学技术高速发展的背景下，对于微网技术的研发与应用工作需要对常规保护模式下的运行故障进行检测，并利用保护控制系统保证微网系统运行的稳定性。

2风力发电并网电能质量管理
2.1轻型直流输电连接电网的使用

近几年我国的风力发电速度越来越快，整体的技术手段也有着非常明显的变化，风力发电的前景可以说是非常良好。特别是随着资源节约型社会的建设，人们利用风能来获取电能的频率越来越高，其所带来的不仅仅是环境保护，同时也能提高资源的整体利用效率，所展现出的输出功率以以及波动对于电网电能质量而言则会带来一定的负面影响，要求所有的工作人员能够在日常的工作中提高对风电场发电设备的管理认知。多数情况下想要提高电网电能的整体质量，可以应用轻直流输电连接技术。所谓轻直流输电连接技术，主要是以PWN作为基础的电压源换流器，其技术手段极其普遍，具有较强的直流输电性能，在风电场并网运行的整体过程中，由于该技术的出现能够顺利地解决由于电源分散而出现的输电走廊问题，其本身具有非常高的自我调节控制能力，满足当前我国风电场并网后对电网电能质量带来的负面影响，同时连接电网的使用。除此之外，决定了风电场并网运行效率的主要因素是风速。随着各种不同的技术手段在不断地进行创新与完善，当前在进行风速的预测过程中，其预测的质量也会进一步的得到提升，能够帮助我国电网的工作人员在最短时间内得到最准确的风力发电性能数值，并且让电网更加灵活地容纳更多风电场。在此基础之上，作为电网的工作人员还需要了解到，如何不断增强风电场本身的优化控制能力，确保风电场能够逐步向着最初的普通发电机性能，以便于其在开展调度工作中其调度工作质量得到显著的提升，满足现阶段电网系统在运行时的安全、稳定这一要求。

2.2提高风电场的可控性

采用传感技术、通信技术和调度控制技术等提高风电场的可控性，利用风电场的综合控制来降低风电出力的不确定性。依据风电装机的机型以及分布位置对同一风电场分群，同一群组的风电机采用一种控制策略，不同群组相互协调，进行有效控制，达到平滑控制总功率；还可以采用储能和变流器技术来调节有功功率波；采用分层控制法来进行无功控制，用分区控制来进行无功调节，进而实现有序控制，达到优化风电并网的目的。

2.3对电能消纳水平进行提高

电能消纳水平深受电网供电可靠性高低影响。当前全国电网智能联网尚未实现，如果地方用电量低于发电量，会出现窝电现象，风力发电并网技术会遭受窝电的阻碍影响，由于本地区通过利用燃气发电、燃煤发电就能够满足人们对电能的需求，就不会选用风力发电方法，闲置风力发电设备，造成资源浪费。在地区经济建设过程中，通过提高电能利用率，从而提高电能消纳水平。不过由于电能消费是有偿的，消费能力在价格影响作用下会受到一定的抑制作用，这种情况下，需要对本地经济发展实际进行深入考虑，并以此为依据，对价格进行有效调整，所以在电力市场中引入灵活的市场消费机制，能更好地刺激地区电能消耗，提高清洁能源发电使用率，并有助于地区环境的改善。

结语

综上所述，在当前分析风电场并网对于电网电能质量影响的过程中，一定要考虑到之所以选择利用风力发电，是由于风力发电所带来的能源，是环保的、无污染的自然能源。要求工作人员认知在风电场发电设备管理的过程中如何提高管理的整体效果，并且对其内容进行有效的优化和调整，最大限度地确保风电场的容纳能力能够得到提升，在风电场并网运行的过程中也会出现一系列负面影响，需要对其内容进行进一步的分析，并且根据现阶段的技术提出相应的改变方式。

参考文献

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