风力发电并网技术与电能质量控制分析

风力发电并网技术与电能质量控制分析

尹涛

鲁能新能源（集团）有限公司内蒙古分公司 内蒙古自治区 010010

摘要：我国是用电大国，我国的现代化建设面临着严峻的能源供应挑战。为了缓解能源供应的紧张局面，要在全社会倡导节约，建设节约型社会。在倡导节约用电的同时，还需要积极寻求能够替代传统常规能源的新能源发电技术。常见的新能源发电技术有风力发电、光伏发电、水力发电、生物质能发电、地热发电等。随着科技的发展，将会有越来越多的新能源发电技术被发现和使用。对此，文章针对风力发电并网技术与电能质量控制措施进行了分析，以供借鉴。

关键词：风力发电并网技术；电能质量；控制措施

1导言

为了降低风力发电对周边环境造成的不良干扰，许多风力发电厂都会建立在人烟稀少的偏远地区，既能够降低风力发电对居民生活的干扰，也能够更好的保障风能获取量，使更多的风能源转化为电能。但是在这样的过程中，就会导致风力发电管理难度增加，稳定性上会受到许多自然因素的干扰。所以，为了保障风力发电的稳定性，提高风力发电效益，就必须对风电并网技术的应用进行不断完善，以此来保障风力发电质量，为我国能源结构优化做出贡献。

2风力发电并网的基本结构

在风力发电并网系统中，发挥作用的基本结构为微网系统。其应用优势主要体现在并网系统在运行中受到干扰或者出现问题，微网系统能够自动检测并初步解决这些问题；在微网系统中有分布式电源，因此微网系统能够使电网受到的干扰降到最低。微网系统的组成主要包括微型电源负荷结构、电能转换设备、储能装置等，在实际应用中，这些结构通过协同作用，能够充分、合理地应用传输电网的能源，通过能源的有效调配和充分应用，提升并网运行的效果。在发电并网系统运行的可靠性方面，微网系统可通过灵活调整负荷级别来保证整体网络系统的运行稳定性；在实际应用效果方面，由于微网系统中存在分布式电源结构，微网系统除了能够实现并网电力资源的稳定供应，还能在本地供电任务完成后，将剩余的电力资源直接合并融入宏观的电网系统中继续应用，这也是微网系统的智能化和环保性能的典型体现。

3风力发电并网对电能质量的影响

3.1电网谐波

能够带来电网谐波影响的主要是来自新能源并网体系当中，例如光伏发电站和风力发电站。具体而言，电网谐波所造成的影响表现如下：一是在并网光伏电站运行的过程中，太阳光照发生变化时，就会导致光伏电站输出功率同步出现谐波间歇变化，导致谐波污染；二是风力发电厂内并网谐波主要来自风力发电机组中的电子装置，风力电场中并联补偿电容器以及线路电抗谐振作用。

3.2对于电网调度造成的影响

传统的网络配置和网架结构被设置在比较宽阔的位置，但是后期维护难度较大。部分企业后期大量运营资金的缺乏，造成传统电力系统的智能化水平较低，制约风电并网的发展。虽然有部分区域对传统电网进行优化升级，但是仍然不能满足现有用电需要，而且随着当前用电需求的加大，诸多问题的涌现，造成一定的供电压力，这就会在一定程度上影响经济的发展，与此同时，受风能储存条件等因素制约，加大了对电网调度的难度，影响人们的日常用电。

3.3对于电力系统稳定性造成的影响

电力系统遭受干扰会形成诸多问题的出现，特别是机电振荡会在一定程度上影响整个电力系统的安全性和稳定性。一般情况下，励磁系统能够分成励磁的功率单元与励磁的调节器。该系统是整个电力系统最关键的一环，一旦出现干扰就会给系统造成不可估量的影响和破坏。

4风力发电并网环境下的电能质量控制对策

4.1做好谐波控制

控制风电电能质量的策略中最为重要的便是谐波控制。通过对谐波进行控制，能够有效提高风力发电的电能稳定性，也能够更好的保障电能质量。具体措施是通过使用静止无功补偿器来对整个风力发电运行进行控制管理。静止无功补偿器是由电抗器、谐波过滤器等构成，这一设备具有突出的优势，不仅反应能力迅速，而且可以实现实时的监测，能够对整个电网系统中的无功功率进行监测管理。静止无功补偿器在风力电网系统的应用过程中，也能够对电网中的电压变化进行智能化的调整，该工作行为会根据静止无功补偿器所获得的实时监测结果来进行，所以对于消除谐波效率而言，会有更为突出的优势，降低了人力工作的压力，可以为风力发电站的电能质量提升做出更大的努力。

4.2确保电压系统的稳定

为了确保电压系统的稳定，需要从整体系统的设计环节入手，提高其技术性，并且保障设计环节中硬件设备选择的有效性和针对性，确保整个电压系统的整体结构和使用技术都在设计阶段达到要求。尤其是在应用智能化和自动化的控制装置的过程中，要注意合理地配置装置，以提升应用效果和智能化程度，避免风力发电这种新能源发电模式中可能存在的干扰因素带来的负面影响。基于风力发电厂现阶段的应用规模较大的特征，为了使其应用更为安全可靠，相关人员应充分重视和了解异步发电机的使用，在大规模风力发电的背景下，避免多个电机设备同时运行时的电压系统异常现象。此外，相关人员需要采取针对性的措施以保持电压系统的整体稳定性，从而保证系统的正常运行。

4.3电力调度

当前，风电优化调度是在满足电力系统能够长期稳定运行的前提下，根据现有风电运行的情况实行一定的风电预测。为实现电力的优化调度，中国电科院研发了我国首套风电优化调度计划系统，能够降低由于预测的不确定性造成整个电力系统的运行风险，有效解决了由于风电问题造成的安全消纳问题；利用电力的调度计划模块能够完成对风电科学有序的运用，实现对风电新能源的优化调度。具体来说，是在原有电网运行方式上对电网各个节点的电力负荷情况进行预测，实现对电源的调节及对潮流的约束，同时可以对机组和设备进行检修，对电力系统的安全边界进行有效调节，经过优化计算出当前的电力情况和接纳情况。但是为实现风电的最大消纳，需通过调度计划（周、日内和日前）避免由于不确定的预测造成的运行风险等问题。一般来说，周优化的目标主要是考虑风电功率、负荷以及电网安全的预测，提高整个电力系统的经济效益。周优化主要是高精度实现对日电力的高效预测，实现时序递进的能源并网运行，增加风电消纳空间。

4.4设置控制器

风力发电所使用的风能是可再生的绿色资源，所以随着我国不断推进可持续发展理念，使得我国风力发电已经成为国家目前最为重要的扶持项目之一；风力发电厂在建设规模上得到了进一步的拓展，电力事业也凭借风力发电厂的建设迎来了全新的发展格局，而对于风力发电进行质量控制则需要根据风能的特殊性，坚持一切从实际出发的角度，采取有效的质量保障措施，既要保障风力发电的稳定性，也要不断提高风力发电的高效率性。在对风力发电进行质量控制时，必须要使用到相应的控制器，主要针对电能质量进行控制与管理，同时也需要对电压进行适当的补偿，电流要根据实际情况制定出补偿预案。结合这些需求，在进行风力发电场施工建设时，需要设计出综合型的补偿机制以及综合类型的运行管理设备。

结束语

总之，随着风电并网技术的不断发展，提升电力系统的稳定性和安全性是当前研究的重心，在此基础上，应加大研发力度，在电力系统优化调度及并网预测和仿真技术上进行研究和突破，为保证电力系统的安全运行奠定坚实的基础，同时也能够有效解决风电并网与电能质量控制过程中所带来的诸多问题，对促进电力行业的快速发展具有关键性的作用。

参考文献：

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[2]周利鹏.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技创新导报,2018,15(36):70-71.

[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+139.