探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略(1)

闫铁军

摘要：随着社会经济的不断发展，对电能的需求量也越来越大，然而，传统的火力发电不但大量消耗煤炭而且对环境有严重的污染，所以，新能源发电逐渐受到了社会的高度关注，并且其技术也愈发成熟。在当前的发展阶段下，气候问题已经成为一个全球性的问题，电力开发始终是支撑资源输送的重要基础，在维护能源安全中所发挥的作用是无可替代的。中国作为能源大国，拥有非常丰富的风能、太阳能等绿色可再生能源，并在各个领域得到广泛应用，有效推动着中国经济的发展。因此，梳理风力发电并网技术，掌握电能质量控制策略，旨在获取较高的经济效益与社会效益，并为风力发电并网工作提供一定的参考。

关键词：风力发电;并网技术;电能质量;控制策略

1风力发电原理

风力发电的原理相对简单，主要是利用风力来带动风车叶片转动，在这个过程中增速机能够进一步提升叶片旋转的速度，旋转产生的动力能够驱动发电机发电。因此，最简单的风力发电设备可以由风车叶片和发电机组成。风力发电的过程中实际上就是利用风力的动能，推动螺旋叶片旋转，从而将风力的动能转化为机械能，由于叶轮的转轴与发电机的转轴连接，因此在叶轮转动的过程中，发电机也能转动，从而将机械能转化为电能。现代社会随着节能环保理念的深入，风力发电技术有了很大的发展，在这个过程中风力发电系统的复杂性也在不断提升，目前风力发电系统主要包括，齿轮箱、偏转系统、液压系统、刹车系统以及控制系统等。在风力发电系统运行的过程中，齿轮箱能够通过齿轮之间的组合，有效地提升发电机的转速，在提升发电功率的同时，也能保证发电的稳定性。偏航系统能够根据风向的变化对风轮的扫掠面进行灵活的调整，使扫掠面能够与风向保持垂直，从而最大程度地利用风力资源。在风力发电系统中变桨距风机，以及风轮叶片需要能够围绕根部中心旋转，从而让风力发电系统能够适应不同的风况。在风力发电系统停机时，叶片尖部会甩出从而增加阻尼，便于风力发电机停机，在停机的过程中，液压系统以及刹车系统往往配合运行。对于现代风力发电系统来说，控制系统是实现风力发电系统自动运行的关键，能够对风力发电各系统模块进行控制，确保风力发电机能够在稳定的电压以及频率下运行，实现风力发电系统自动并网以及脱网，并且能够对系统的整体运行情况进行监控，一旦发现系统在运行的过程中出现异常，会及时地发出警报信息，有利于对风力发电系统故障进行及时的停机处理。

2风力发电并网技术的应用

2.1同步发电机组并网技术

同步发电机组并网技术的实际工作状态能够在形成无功功率的同时实现有功功率的输出，其周波较为稳定，所产生的电能质量较高，确保终端用电设备的正常运转，被广泛地运用在电力系统中。但其具有一些弊端，即无法有效控制风速，使得运行转子转矩无法保持稳定运行，并对电力系统产生较大的冲击，降低设备的使用寿命。同步发电机组并网技术在电力系统实际应用期间，其常常出现运行所需精度与转子转矩之间不符的问题，降低了电能质量，难以保障最终形成的电压与电网电压保持一致。

2.2异步发电机组并网技术

与同步发电机组并网技术相比较，异步发电机组并网技术并不需要高精度机组调速，其仅需要保持基本转速与同步转速就可以实现并网操作。异步风力发电机能够可靠稳定的运行，且控制装置较为简单。但随着异步风力发电机组并网发展，凸显诸多问题影响电能质量，尤其是并网后所产生的较大冲击电流，增加风电机组电力安全隐患;另外，异步风力发电机组并网后，容易出现磁路饱和情况，进而增加励磁电流，降低系统功率。为了保障异步发电机组并网运行稳定安全，应强化对异步风电机组运行状态的监督。相比较于同步发电机组并网技术，异步发电机组并网技术较为复杂，若无法直接进行并网，则会产生较大的冲击电流，影响电力系统的正常稳定运行。

3风力发电电能质量控制优化

3.1并网谐波控制

为了更有效地避免风电并网造成的电能质量下降，要针对性地采取相应的措施尽量控制电能质量，而当前的主要方法就是抑制谐波。具体来说，就是通过向系统增加静止无功补偿设备，然后，根据无功功率有无发生变化作为判断标准，对无功功率的展开有效的跟踪。这样的一种方式不但具有很高的准确率，而且还有很快的反应速度。

3.2有效控制闪变和电压波动

为能够有效确保电力系统的正常运行，提高风力发电电能质量，相关部门应密切关注电压闪变问题。若出现电压闪变问题，相关人员应对这一问题进行细致观察，查明负荷电流的波动情况，结合这一情况来完成无功电流补偿处理，借助有源电力滤波器波动来对电力急剧波动问题进行有效处理，通过该设备来提高响应能力，对电压闪变进行科学控制与处理。针对由有功功率出现急速波动而引发的电压闪变问题，相关人员应借助补偿装置来对有功功率、无功功率进行合理补偿，需借助储能单元的作用，让动态电压恢复期能够尽快将电压传输至系统之中，从而对电压波动造成的一系列问题进行缓解。

3.3打造全新的配电系统

在未来，风力和太阳能的开发必然会成为资源建设的重中之重，从配电系统完善的角度来看，也必须要根据风力发电和光伏发电在并网运行后展现出来的特点，作出进一步的探究和分析，除了要夯实理论基础之外，还要展开一系列的实地考察，探究风力发电和光伏发电的电源位置以及建设方向，针对两者的容量、并网方式作出探究，并给出科学合理的客观评价，这样也可以帮助解决电压波动问题。

结束语

综上所述，风力发电并网技术是一种新型的电力生产技术，通过对这一技术的有效应用，可较好地保障中国风力发电的电能质量。然而在该技术的具体应用过程中，往往会受到谐波、电压波和闪变的影响，对此，相关部门必须充分分析和探究该技术，采取有效措施来对这些影响因素引发的问题进行解决，以此来确保风力发电并网技术的作用得到全面发挥。

参考文献

[1]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（36）：70-71.

[2]劉卫阳.风力发电并网技术及电能控制分析[J].南方农机，2019（06）：139-140.