风力发电并网技术与电能质量控制分析

2022-05-23 07:48张小增
中国应急管理科学 2022年2期
关键词:风力发电

张小增

摘 要: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,使更多的风力能源转化为电能。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。

关键词:风力发电;并网技术;电能控制

一、风力发电并网对电能质量的影响

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。

2.电网频率

在传统电力生产系统内生产运行的过程中,很少会出现频率异常的状况。多年来,根据对并网光伏频率变化数据收集可以发现,即便是在光伏发电站容量不高的状态下时,也可以同时允许多台机组投切,而不会受到电网频率受限的影响。但是在风力发电站内发电的容量占整个电网总量比例不断提高的过程中,整个风力发电机组随机性的影响会变得更为突出,风力发电的随机性就会导致整个风力发电站中的电网系统频率出现严重的波动,进而就会对电网系统的供电能力、用户用电以及整个电网的正常运行带来诸多不良的影响。

二、风力发电场的施工建设管理现状

目前,我国在风能开发方面的投资力度不断增加,使得风能利用效率不断提升,风力发电场也因此获得了很好的发展。当前阶段,施工设计承包模式、工程总承包模式和平行承包模式是风力发电场主要的三种施工形式,其中施工设计承包模式指的是由其他的设计团队来负责风力发电场项目的建设,并通过签订合同的方式来开展施工建设。在平行承包模式中把各个环节的施工任务合理划分,比如,工程设计、项目施工和材料采购等,然后由不同的管理机构负责,每个管理机构之间呈现平行关系,同时每个机构又是独立的。最后是工程总承包模式,在这个模式中由业主承担工程的设计权,然后业主再选择一家企业负责所有的建设工作。

三、风力发电并网环境下的电能质量控制对策

1.制定科学的施工进度计划,确保施工作业顺利开展

在风力发电场具体施工过程中,需要根据施工要求制定一套科学的施工进度计划方案,为施工进度控制提供可靠保障,通过施工计划方案可以帮助工程管理人员严格控制工程项目的整体施工进度,为施工现场管理工作的开展提供便利,从而使每个环节的施工作业能够得到合理协调,使其顺利开展。首先,工程管理人员在进度计划的制定过程中,需要严格遵循时间先后原则,将整体的施工计划编制出来,并确保相应的施工方案得到科学部署,为施工进度计划的制定打下可靠基础。其次,工程项目编制人员需要对施工现场的各种材料、设备和人员等进行全面了解,合理安排施工人员,最大程度提高设备和材料的应用效率,在此基础上开展编制人员的编制工作。最后,还需要根据施工现场的具体情况合理调整编制人员,确保施工作业的顺利进行,并保证施工过程中的人员安全,为施工质量和施工安全提供保障。

2.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。

3.检测并网孤岛效应

如果并网逆变器负载的影响并没有消除,那么并网时也可能出现断电发生的反向输出电压频率,此时,逆变器输出的频率误差会大大增加,长此以往,孤岛效应就会逐步扩散。对此,企业要关注逆变器输出频率,选择高精度的仪器设备检验频率偏移的问题,并及时公布检测结果,让值班人员进行阅览,做出针对性的处理。在电网正常运行的时候,也要及时使用逆变器,判断公共电网输出和并网系统相一致。如果出現了较大的相位差,就应当对两者的差进行检测,分析电压电流的变化规律和情况,探究孤岛效应是否存在,更加清晰的展示出电网运行的状况。

4.抑制电压波动与闪变

在对风力发电进行电能质量控制的过程中,需要注意电网系统中电压闪变所造成的负面影响,可以通过观察负荷电流波动情况来提前做好预防。工作人员根据电流的急剧变化,运用无功电流补偿措施,尽可能降低电压闪变所造成的负面影响,也可以使用有源电力滤波器对电流急剧波动变化进行干预。使用有源电力滤波器最明显的功能价值在于反应迅速、能力突出,能够适应各种类型的风力发电系统,而且可以在风力发电运行的过程中,可以维持整个电网系统的稳定性,使电网系统保持更好的控制效果,实现积极应对电压闪变问题的目的。

四、结语

综上所述,持续性推动风力发电和光伏发电的并网是合理且必要的举动,这是调节我国资源开发模式的应有之策,也是提高电力输送质量和效益的有效措施。本文通过配电系统的开发、系统的进一步完善、孤岛效应的全方位检测这几个角度,论述了风力发电和光伏发电并网的方法,充分结合了我国新能源开发的现状,具有理论上的合理性与实践上的可行性,能够作为从业人员的参考依据。在未来,企业也应当走自主科研和创新的道路,突破技术上的瓶颈。

参考文献:

[1]刘彬彬.风电和光伏发电接入电网的电压稳定及控制策略分析[J].产业科技创新,2020,2(22):57-58.

[2]侯杰.探究风力发电并网技术的应用及电能质量控制策略[J].中国设备工程,2021(21):261-263.

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