风力发电并网技术及电能质量控制探究

马兴德

摘 要：随着时代的发展，对于电力的需求日趋升高，给发电单位以及电力市场带来更高的要求。而传统的火电形式，因为煤炭能源有限以及污染严重，面对生态文明建设的要求，发展遇到一定阻碍，所以国家一直在推行新能源的发展。风电就是其中十分有效的一种，随着风电技术的逐渐成熟，风电容量逐渐增加，需要并入电网体系中。本次就对风电并网技术以及电能质量控制内容进行简单分析。

关键词：风电并网技术;电能质量控制;影响;措施

1引言

风力发电在当前社会属于新型发电模式，虽然早就有所发展，但目前对其运维管理依然处于探索阶段。新时期提出新能源布局之后，考虑能源的持续使用以及生态环保的目标，像风能、太阳能等的发展成为电力领域的重点。而因为风能本身分布的特点以及发电运行的特性，风电机组的发电容量逐渐增大，需要采取并网方式，并入电力系统统一进行协调，以更好地满足社会发展的用电需求。但是并网操作会对电能质量带来一定影响，所以要密切认识到这些影响，选择合适的并网技术，并关注电能质量的控制。

2风力发电并网技术概述

风力发电并网是电能输出的重点环节，有助于维持风力到电能的稳定转化，保证风电机组的稳定运行以及风电的稳定供应。目前来说，风电并网技术主要有两种，一种是同步风力发电机组并网技术，该技术是将风力发电机与同步发电机（拥有体积小、结构密集、效率高、成本稳定等优势）相结合，后者可以为风电提供对应的无功功率和周波的稳定支持，应用广泛，而且维护成本较低，负载转速水平高，可以保持周波的稳定性，从而提升风电质量。另一种是异步风力发电机组并网技术，该技术是利用转差率和电力运行的负荷进行目标调整，相对来说对于调速精度的要求较低，所以支持设备结构体系的简化，能够降低设备安装的复杂程度，同时降低发电成本;但该技术也存在一定缺陷，那就是从极电流过大，会降低电网的电压水平，威胁电网的安全运行;所以应用该技术时需要进行无功补偿，尽量降低抽选磁路饱和、电流增大等问题的发生，强化对并网操作的控制以及对各个参数的控制，避免出现重大失误，保证安全并网。

3风电并网对电能质量的影响

3.1谐波影响

这个问题是最为关键和常见的影响，而且对于整个电网都有一定影响。在当前风电并网实践中，出现谐波的因素主要有两个方面，一是并网操作中逆变器会出现谐波，二是风力电源接通后的运行过程会出现谐波。产生的谐波进入电网后，会对供电系统的电能质量造成明显影响。因为当前的风电并网大部分采取的是软并网技术，所以在并网冲容易出现大冲击电流，导致外界风速超过切出风速，使得风电机组不能维持额定状态运行，所以会造成电网电能质量下降的问题。

3.2电压波与闪变

因为风电属于新能源类型之一，可再生无污染，所以在可持续发展理念下，表现出快速发展趋势，风电并网容量近年来持续增加，增速较高。但随着容量的增加，风电并网对于电网造成的影响也更加突出。其中电压波动与闪变就是比较明显的影响之一。风电并网过程中，如果连接位置与配电变压器之间的距离过小，那么电压闪变的影响相对不大，但会带来显著的电流影响，导致馈线附近的电压展现出剧烈变动，进而有可能损坏风电机组设备。还有一点，风电并网后会增加电网电压，特别是当前风电并网技术大部分选择的异步电机配合方式，其持续运转会建立起旋转磁场，导致损失大量的无功功率。再加上功率分布方式对电网电压造成干扰，导致并网以后一些无功功率被消耗，所以电网压降迅速提升，影响到电能质量。

4基于并网技术的风力发电电能质量控制措施

4.1强化设备更新和管理

风电发电过程中，机组设备发挥着重要作用，也对电能质量有直接影响。所以新时期需要在并网技术之下，强化风电机组设备的更新和管理，对机组设计进行优化，从而实现对电能质量的有效控制。新时期要注意实现风力发电机组、输电线路以及 SVG 和变电设备等各个环节之间的协调统一，保证设备运行的平稳和高效性，加强对设备和技术的结合，进而做好电能质量的控制工作。

4.2 做好电网信息分析工作

风电场还需要提高风电并网技术的信息化水平，提升电力系统的信息化程度，建立完善的风力发电信息系统计平台，收集全面的风电信息，对风电的前期规划设计、并网运行以及后期运维升级等数据进行分析、整理和归纳，为电力企业的决策提供准确的数据支持。同时还需要保证风电接入工程的效率和安全进行，通过使用静止无功补偿器来抑制谐波的影响，实现对风电稳定性的实时监测，完全滤除谐波，保证风电的供电稳定。

4.3 注重专业技术人员的培养

风电并网技术人员的专业素质水平对于这项工作也有一定影响，所以要注重对专业技术人员的培养，关注对专业素养以及实践操作能力的培训和提升。对此要求风电场对风电并网相关工作人员进行技术培训，定期组织专业理论知识培训活动，强化实践演练活动的组织，针对风电设备的障碍、缺陷、操作等知识进行识别和修复学习，增强技术业务能力;同时还要掌握先进信息技术的应用，建立起运维一体化系统，借助软件设备工具实现对风电机组的远程监管，减轻工作压力，提高风电设備的运维稳定性。

4.4 强化电网故障诊断工作

因为风电机组依靠的是风力发电，需要长期暴露在自然环境中，而且需要长期运行，所以出现设备故障和损坏的问题比较普遍。特别是风机叶片很容易出现各种故障。所以要注意强化电网的故障诊断工作，引入智能化技术，做好风电机组运行的实时监管和维护工作，安排巡检人员定期巡查，对电网运行状况进行监督，对故障问题进行及时地分类、判断和处理记录等，为风电系统的运行提供技术支持。

5结语

在新能源布局驱使下，风力发电并网技术的应用是调整能源结构，优化能源布局的必然趋势，也是落实可持续发展的必要举措。对此要求风电场做好发电机组和设备的优化管理，注重谐波抑制和信息分析等，全面提升风电能源质量。

参考文献：

[1]林勇.风力发电并网技术及电能质量控制对策探析[J].装备维修技术，2020，（02）：182.

[2]王磊.浅析风力发电并网技术及电能控制[J].中国设备工程，2021，（15）：187-188.