徐 明

身份證號220103198208232516

芻議風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量的提升

徐 明

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現(xiàn)代社會，不管是家庭生活，還是生產(chǎn)工作，對于電能的需求都是一個很大的數(shù)值，且隨著電氣時代的不斷發(fā)展，這種需求只會越來越大，大到傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)已經(jīng)遠遠無法滿足這種需求。風能是潔凈的可再生可持續(xù)發(fā)展的綠色能源，采用風力發(fā)電是受到大力倡導支持的，因此在我國的電力行業(yè)中占據(jù)的比例也越來越高。但是風力發(fā)電目前存在的一些欠缺之處影響了其普及速度，還需要繼續(xù)發(fā)展與完善。如何提升風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量就是一個當前急需研討的話題。

風力發(fā)電；并網(wǎng)技術(shù)；電能質(zhì)量；提升

1 前言

社會在發(fā)展，經(jīng)濟在進步，環(huán)境污染、能源短缺等問題卻日益凸顯出來，在一定程度上又開始阻礙著社會經(jīng)濟的發(fā)展。尋求更快速的節(jié)約能源、更穩(wěn)定的清潔能源是當下可持續(xù)發(fā)展的焦點之一，國家和企業(yè)都給予高度關(guān)注度。電力是十九世紀最偉大的發(fā)明之一，經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，電力得到更加廣泛的應用，是當下我國經(jīng)濟賴以發(fā)展的重要能源之一。由此，風力發(fā)電就有著影響極為深遠的歷史發(fā)展意義。然而，風力發(fā)電太靈活，又應用太廣，所以在質(zhì)量監(jiān)管方面困難重重，難以普及。本文就如何控制風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量進行探討，提出一些建議。

2 風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的基礎

風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的基礎可以一分為二，第一個是同步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，第二個是異步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)。它們有各自的特性以及應用限制條件與不足之處。

2.1 同步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)最理想的狀態(tài)是同步發(fā)電機組和風力發(fā)電機組兩者之間步調(diào)一致、完美結(jié)合。一般情況下，因為風速一直是變幻不定的狀態(tài)，所以受之影響的發(fā)電轉(zhuǎn)子也會有大幅度的搖擺不定，就導致了風力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速無法達到同步發(fā)電機的精度，很容易出現(xiàn)失步狀況。正是因為存在這一難題，同步發(fā)電機雖然在一些領(lǐng)域有所涉及，但一直都沒有大規(guī)模去做推廣應用。如何使同步發(fā)電機與風力發(fā)電機有效協(xié)調(diào)步調(diào)同步，一直是電力學方面研討的關(guān)鍵與核心。電力及相關(guān)專業(yè)的專家學者在研發(fā)出可以有效應對此難題的變頻設備之后，即將其運用到同步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)中并不斷加以完善，在堅持不懈的努力之下，同步發(fā)電與風力發(fā)電運營組已經(jīng)實現(xiàn)了初步的有機結(jié)合，前景看好。

2.2 異步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

與同步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)有所區(qū)別的是異步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，即異步發(fā)電動力組與風力發(fā)電動力組兩者結(jié)合后再一同運轉(zhuǎn)。異步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)在運用方面優(yōu)于同步風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的是沒有那么多的限制條件，它并不需要風力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速準確達到同步發(fā)電機的精度，只要在發(fā)電轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)時風力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)速異步發(fā)電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速保持一定程度上的協(xié)調(diào)與一致即可。當然，有優(yōu)點，也就會有不足之處。當風力發(fā)電動力組與異步風力發(fā)電動力組完成并網(wǎng)之后，很有可能因為一些突發(fā)狀況如沖擊電流過大、電壓下降等而直接造成整個運行中的風力發(fā)電系統(tǒng)的癱瘓，稍不注意就容易發(fā)生危險事故。想要解決異步發(fā)電機機組不易并網(wǎng)的問題，有效規(guī)避風險危機也并非易事。目前能做到的也只是加大加強對異步風力發(fā)電機組并網(wǎng)的運轉(zhuǎn)監(jiān)管。同時還應積極尋求技術(shù)創(chuàng)新和突破，以求從根源上杜絕安全隱患。

3 風力發(fā)電并網(wǎng)運轉(zhuǎn)試運行實驗

風力發(fā)電并網(wǎng)運轉(zhuǎn)試運行實驗目前主要有兩種：動態(tài)無功抵償設備功用特性的測驗實驗和風電場電能質(zhì)量的測驗實驗。

3.1 動態(tài)無功抵償設備功用特性的測驗實驗

進行動態(tài)無功抵償設備功用特性的測驗實驗，是為了驗證電容抵償投切的一系列步驟和操作是否合格達標。實驗步驟很簡單，只要在運轉(zhuǎn)機組并網(wǎng)的同時，先調(diào)整發(fā)電機改變輸出功率，再改變機組的負載狀態(tài)即可。需要注意的是，為了實驗的可靠性有所保證，必須在盡可能差的工況下、在大小不一的風力發(fā)電量狀況下進行實驗。

3.2 風電場電能質(zhì)量的測驗實驗

要做風電場電能質(zhì)量的測驗實驗，首先要使風電場風保持停運狀態(tài)，再對各個并網(wǎng)點進行檢測，以此來驗證各次諧波電壓的安穩(wěn)度、電壓總諧波是否正常。如果風電場保持的是正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，就必須要測試各個功率區(qū)間、諧波電壓等，這樣才能知道風電場諧波電流是不是符合標準。

4 風力并網(wǎng)技術(shù)對電能質(zhì)量的影響

風力發(fā)電在電力事業(yè)中的重要地位，使得并網(wǎng)技術(shù)得以廣泛應用，風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的普及反過來又反作用于電能質(zhì)量。然而風力發(fā)電并網(wǎng)也存在目前無法攻克的難關(guān)，風力的不穩(wěn)定性、風力發(fā)電動力組設備的欠完備，都會影響輸出功率的穩(wěn)定性，影響著電能質(zhì)量。只有先想辦法完善風力發(fā)電動力組設備，減小風力不穩(wěn)定性帶來的反作用不利影響，才能確保功率輸出的穩(wěn)定性，提高電能質(zhì)量。通過不斷的科學研究與實驗探索來提升和完善風力并網(wǎng)技術(shù)，對于提高電能質(zhì)量有著極為深遠的歷史意義，勢在必行。

5 風力發(fā)電電能質(zhì)量提高的方法及控制

上文講到風力發(fā)電技術(shù)目前仍存在許多不足之處有待完善，這些不足之處直接影響了風力發(fā)電電能質(zhì)量。為了提高電能質(zhì)量，就很有必要采取一些相應的方式方法來改善和加大控制，從而降低不確定因素造成的不良影響。

5.1 諧波的按捺

諧波的按捺需要用到特殊的設備，停止無功抵償器是目前運用最廣的一種按捺諧波的設備，它是由電抗器、諧波過濾設備等組成的。之所以選擇用停止無功抵償器來按捺諧波，是因為停止無功抵償器特點功能比較明顯，它有著強大的反響功效，可以時時刻刻監(jiān)測著無功的功率，實時調(diào)整改變了的電壓，將諧波完全過濾掉，這樣就能很好的保證和提高風電發(fā)電電能質(zhì)量。

5.2 閃變按捺與電壓動搖按捺

除了諧波能影響風力發(fā)電電能質(zhì)量之外，電壓閃變也是可以影響電能質(zhì)量的一種主要成分。針對電壓閃變也有相應的設備來對抗，目前主要運用的是有源電力濾波器。在電壓閃變出現(xiàn)的時候，負荷電流開始迅猛劇烈動搖，源電力濾波器的敏捷呼應、抵償容量小、超高安全安穩(wěn)性功能完全發(fā)揮到了作用，在此時完成對無功電流的抵償作業(yè)，從而超強操控動搖的電壓，具有顯著效果。

除了有源電力濾波器，還有一種設備也可以來應對電壓閃變狀況，它就是動態(tài)電壓恢復器。與有源電力濾波器相區(qū)別的是，在電壓出現(xiàn)閃變狀況時，動態(tài)電壓恢復器既可以抵償無功功率，又能夠抵償有功功率。動態(tài)電壓恢復器中的儲能單元，可以在極其短暫的時間里傳輸電壓到系統(tǒng)內(nèi)，從而解決電壓動搖的問題。因為它的抵償兩面性功效，動態(tài)電壓恢復器被更多的運用于操控風力發(fā)電電能質(zhì)量。

此外，一致電能質(zhì)量操控器目前運用也比較廣泛。一致電能質(zhì)量操控器是比較有代表性的歸納類抵償設備，它可以有效組合、融合串聯(lián)和并聯(lián)，可以同時補償電壓、電流，可以很好的解決歸納抵償、諧波抵償?shù)葐栴}，對電能質(zhì)量的操控能力特別強大。

6 結(jié)束語

風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是一種非常領(lǐng)先的可持續(xù)發(fā)展的綠色技術(shù)，雖然目前受限于科技與技術(shù)發(fā)展等問題的制約和阻礙，而未能得到更大規(guī)模的普遍運用。但是隨著科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，經(jīng)過科研人員的努力鉆研，相信在不遠的未來，風力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)必將能攻克一切技術(shù)難關(guān)，成為發(fā)電事業(yè)的引領(lǐng)者和主力軍。

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