李洪權(quán)

摘 要：發(fā)電技術(shù)主要涉及到風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、水力發(fā)電技術(shù)等，其中風(fēng)力發(fā)電屬于現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的一種發(fā)電技術(shù)。當(dāng)前中國(guó)風(fēng)力發(fā)電廠建設(shè)數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)中國(guó)整體電網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生了更大的影響，一般風(fēng)力發(fā)電廠都建在人煙稀少的區(qū)域，這就使得風(fēng)力發(fā)電極易受到區(qū)域內(nèi)各種自然因素的影響，而在很大程度上制約著中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展?；诖耍嚓P(guān)部門(mén)必須強(qiáng)化對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的分析與探究，對(duì)電能的具體傳輸質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，從而更好地推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng);電能;質(zhì)量控制

引言

風(fēng)力發(fā)電具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，高效踐行環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略，加快風(fēng)力資源的開(kāi)發(fā)，并推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電廠電容量不斷擴(kuò)增的情況下，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，且使得電能質(zhì)量受到不同程度的影響。導(dǎo)致電能質(zhì)量受到影響的主要因素為風(fēng)電機(jī)組輸出功率不穩(wěn)定，而造成上述現(xiàn)象的主要原因在于風(fēng)力資源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特點(diǎn)。現(xiàn)階段，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行模式主要為軟并網(wǎng)模式，其在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響電能質(zhì)量。基于此，應(yīng)梳理風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，著重分析電能質(zhì)量控制策略。

1風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量的影響

1.1諧波影響

在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)很多諧波，這就在很大程度上影響了整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行情況，具體體現(xiàn)為：①并網(wǎng)過(guò)程存在的逆變器會(huì)產(chǎn)生諧波;②待將風(fēng)力電源接通以后，在運(yùn)行過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)諧波。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)入了諧波后，這就大大降低整個(gè)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的電能質(zhì)量。同時(shí)，當(dāng)下風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)主要采用軟并網(wǎng)技術(shù)，但該技術(shù)的使用會(huì)使整個(gè)并網(wǎng)過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)大的沖擊電流，一旦切出風(fēng)速小于外界風(fēng)速，將會(huì)造成風(fēng)機(jī)脫離額定處理狀態(tài)，并嚴(yán)重影響到電網(wǎng)電能質(zhì)量。

1.2電壓波和閃變影響

隨著風(fēng)電容量持續(xù)增加，在并網(wǎng)過(guò)程中極易影響到電網(wǎng)電壓，形成電壓波動(dòng)和閃變。若風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程中，連接處與配電變壓器之間的間隔距離太小，風(fēng)電接入電網(wǎng)后形成的電壓閃變并不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但會(huì)大大影響到電網(wǎng)電流，從而損壞到發(fā)電的用電設(shè)備。同時(shí)，當(dāng)接入風(fēng)力發(fā)電后，會(huì)在很大程度上增大電網(wǎng)電壓，特別是當(dāng)下風(fēng)力發(fā)電應(yīng)用普遍選擇異步電機(jī)，在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)往往會(huì)耗費(fèi)大量的無(wú)功功率，這就影響到電網(wǎng)電壓，導(dǎo)致電網(wǎng)線路上的壓降增大。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

我國(guó)現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)主要分為2 種類型，一種為同步風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，另一種為異步風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)，無(wú)論是哪種風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，均可以完成電能的供應(yīng)及有效輸出。

2.1同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際工作狀態(tài)能夠在形成無(wú)功功率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)有功功率的輸出，其周波較為穩(wěn)定，所產(chǎn)生的電能質(zhì)量較高，確保終端用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，被廣泛地運(yùn)用在電力系統(tǒng)中。但其具有一些弊端，即無(wú)法有效控制風(fēng)速，使得運(yùn)行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩?zé)o法保持穩(wěn)定運(yùn)行，并對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生較大的沖擊，降低設(shè)備的使用壽命。同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用期間，其常常出現(xiàn)運(yùn)行所需精度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩之間不符的問(wèn)題，降低了電能質(zhì)量，難以保障最終形成的電壓與電網(wǎng)電壓保持一致。另外，若電力系統(tǒng)工作人員在進(jìn)行并網(wǎng)過(guò)程中無(wú)法高效控制該技術(shù)，極易出現(xiàn)失步或者無(wú)功振蕩等問(wèn)題，影響電能質(zhì)量。為了擴(kuò)大同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用范圍，應(yīng)借助在電機(jī)與電網(wǎng)間安置變頻裝置技術(shù)實(shí)現(xiàn)，加快同步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用速度。

2.2 異步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

異步發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)主要是由異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)所構(gòu)成，通過(guò)有機(jī)融合這兩部分，就無(wú)需要求異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有較高的精確度，僅要求發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和同步轉(zhuǎn)速之間的差別較小即可。同時(shí)，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)中涉及到的控制裝置并不復(fù)雜，在完成并網(wǎng)后，能夠顯著提升該發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。而異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)在具體實(shí)踐中，往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，例如，產(chǎn)生過(guò)大的沖擊電流，減小電力系統(tǒng)中的電壓值，引發(fā)運(yùn)行安全隱患;電力系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生無(wú)功補(bǔ)償與磁路飽和，這就在一定程度上增加無(wú)功激磁電流，減小低電力系統(tǒng)功率值。針對(duì)上述問(wèn)題，相關(guān)部門(mén)必須切實(shí)做好電力系統(tǒng)的監(jiān)督工作，加大對(duì)各種問(wèn)題的預(yù)防力度，以此來(lái)確保異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的有效性。同時(shí)，在異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，并不要求其調(diào)速具備較高的精準(zhǔn)度，因此無(wú)需安裝同步設(shè)施和進(jìn)行整步操作，僅需確保同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速統(tǒng)一即可，但注意不可存在過(guò)大的差距。當(dāng)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相結(jié)合以后，其控制裝置相對(duì)比較簡(jiǎn)單，且異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)后，也不會(huì)產(chǎn)生無(wú)功振蕩或是失步問(wèn)題，這就有效保障了電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。然而也會(huì)存在一些問(wèn)題，即兩個(gè)發(fā)電機(jī)直接完成并網(wǎng)，往往會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，減少電壓值，在極大程度上影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此相關(guān)部門(mén)必須強(qiáng)化電力系統(tǒng)的監(jiān)督工作，做好相應(yīng)的預(yù)防工作。

3 風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量控制策略

3.1 有效抑制諧波

在風(fēng)力電網(wǎng)并網(wǎng)的具體落實(shí)中，需要科學(xué)運(yùn)用靜止無(wú)功補(bǔ)償器來(lái)抑制諧波的危險(xiǎn)，以此有效提高整體電能的質(zhì)量控制效果。關(guān)于靜止無(wú)功補(bǔ)償器，其具有極快的反應(yīng)速度，可全過(guò)程跟蹤不斷變化的無(wú)功功率，并對(duì)因風(fēng)速不穩(wěn)定而造成的電壓變化等問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，從而對(duì)諧波進(jìn)行有效濾除，保障整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

3.2 有效控制閃變和電壓波動(dòng)

在對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行電能質(zhì)量控制的過(guò)程中，需要注意電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓閃變所造成的負(fù)面影響，可以通過(guò)觀察負(fù)荷電流波動(dòng)情況來(lái)提前做好預(yù)防。工作人員根據(jù)電流的急劇變化，運(yùn)用無(wú)功電流補(bǔ)償措施，盡可能降低電壓閃變所造成的負(fù)面影響，也可以使用有源電力濾波器對(duì)電流急劇波動(dòng)變化進(jìn)行干預(yù)。使用有源電力濾波器最明顯的功能價(jià)值在于反應(yīng)迅速、能力突出，能夠適應(yīng)各種類型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，而且可以在風(fēng)力發(fā)電運(yùn)行的過(guò)程中，可以維持整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使電網(wǎng)系統(tǒng)保持更好的控制效果，實(shí)現(xiàn)積極應(yīng)對(duì)電壓閃變問(wèn)題的目的。如果風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)有功功率之中極速波動(dòng)情況，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)電壓閃變問(wèn)題。在這樣的問(wèn)題狀態(tài)下，針對(duì)補(bǔ)償裝置進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償能夠發(fā)揮出良好的質(zhì)量控制效果，必要的情況下，可以再針對(duì)有功功率進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。使用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器通過(guò)利用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器中的儲(chǔ)能單元功能，將在更短的時(shí)間內(nèi)向整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)輸入電壓，這樣便可以提高緩解電壓波動(dòng)問(wèn)題的效率。目前動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器已經(jīng)在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的普及，是當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量控制過(guò)程中最為有效的手段和途徑之一。但是無(wú)論是遇到怎樣的電壓閃變狀況，都需要及時(shí)進(jìn)行無(wú)功綜合控制試驗(yàn)以及快速響應(yīng)試驗(yàn)，通過(guò)提高工作的效率，來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償控制策略，可以更好地滿足解決問(wèn)題的需求，實(shí)現(xiàn)最大功能價(jià)值的發(fā)揮。在進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中，也需要針對(duì)SVG裝置進(jìn)行檢測(cè)，要確保SVG裝置能夠保持安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 強(qiáng)化并網(wǎng)管理

在風(fēng)力電網(wǎng)并網(wǎng)工作中，相關(guān)部門(mén)需要構(gòu)建風(fēng)電信息統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，其中涉及到風(fēng)電設(shè)計(jì)規(guī)劃、前期準(zhǔn)備、建設(shè)、并網(wǎng)及運(yùn)行等一系列的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，可為相關(guān)企業(yè)、政府提供真實(shí)、準(zhǔn)確、高效、公開(kāi)的風(fēng)電信息服務(wù)。同時(shí)，相關(guān)部門(mén)應(yīng)強(qiáng)化風(fēng)電接入系統(tǒng)工程管理，確保風(fēng)電并網(wǎng)送出，即嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)有效管理風(fēng)電接入系統(tǒng)。若風(fēng)電基地項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模較大，應(yīng)在正式建設(shè)前做好風(fēng)場(chǎng)接入系統(tǒng)與送出工程準(zhǔn)備工作;針對(duì)地方核準(zhǔn)的風(fēng)電建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)切實(shí)做好年度計(jì)劃管理;需高度重視風(fēng)電并網(wǎng)管理工作，結(jié)合自身實(shí)際情況來(lái)制定科學(xué)合理的并網(wǎng)檢測(cè)等配套標(biāo)準(zhǔn)和要求，構(gòu)建強(qiáng)制性入網(wǎng)認(rèn)證與并網(wǎng)檢測(cè)制度;還需不斷提升自身的風(fēng)電并網(wǎng)檢測(cè)能力，根據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)水平來(lái)盡量配備足夠的測(cè)試設(shè)備，組建一支高素質(zhì)的專業(yè)測(cè)試人才隊(duì)伍，以此來(lái)確保大規(guī)模并網(wǎng)檢測(cè)工作能夠順利開(kāi)展。此外，相關(guān)部門(mén)應(yīng)強(qiáng)化風(fēng)電運(yùn)行管理，積極完善風(fēng)電功率預(yù)測(cè)功能，盡快構(gòu)建風(fēng)電調(diào)度計(jì)劃管理體系及申報(bào)考核體制，從而顯著提升并網(wǎng)管理質(zhì)量。

3.4設(shè)置控制器

風(fēng)力發(fā)電所使用的風(fēng)能是可再生的綠色資源，所以隨著我國(guó)不斷推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展理念，使得我國(guó)風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為國(guó)家目前最為重要的扶持項(xiàng)目之一;風(fēng)力發(fā)電廠在建設(shè)規(guī)模上得到了進(jìn)一步的拓展，電力事業(yè)也憑借風(fēng)力發(fā)電廠的建設(shè)迎來(lái)了全新的發(fā)展格局，而對(duì)于風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行質(zhì)量控制則需要根據(jù)風(fēng)能的特殊性，堅(jiān)持一切從實(shí)際出發(fā)的角度，采取有效的質(zhì)量保障措施，既要保障風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性，也要不斷提高風(fēng)力發(fā)電的高效率性。在對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，必須要使用到相應(yīng)的控制器，主要針對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行控制與管理，同時(shí)也需要對(duì)電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，電流要根據(jù)實(shí)際情況制定出補(bǔ)償預(yù)案。結(jié)合這些需求，在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)施工建設(shè)時(shí)，需要設(shè)計(jì)出綜合型的補(bǔ)償機(jī)制以及綜合類型的運(yùn)行管理設(shè)備。行業(yè)內(nèi)最為典型的補(bǔ)償性裝置便是統(tǒng)一電能質(zhì)量方面的設(shè)備，這一類裝置能夠?qū)Σ煌拇?lián)或并聯(lián)效果進(jìn)行融合配置，因此便可以實(shí)現(xiàn)良好的補(bǔ)償目的，滿足用戶不同的供電需求。另一方面，具有統(tǒng)一電能功能的控制器往往技術(shù)更為先進(jìn)，能力更為突出，所以在使用的過(guò)程中，我們可以采取諧波補(bǔ)償?shù)姆绞剑軌蜻M(jìn)一步提高風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量。

3.5 加大對(duì)故障的診斷力度

在風(fēng)電并網(wǎng)工作中，相關(guān)部門(mén)應(yīng)注重提高有關(guān)工作人員的綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力，通過(guò)定期組織相關(guān)人員進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)和教育，使之能夠充分掌握風(fēng)電并網(wǎng)中相關(guān)設(shè)備設(shè)施的結(jié)構(gòu)、故障診斷方法、損失維修方法、日常維護(hù)措施等，還需加大先進(jìn)技術(shù)的普及力度，要求相關(guān)人員及時(shí)掌握無(wú)人機(jī)風(fēng)機(jī)自動(dòng)巡航技術(shù)、智能識(shí)別與檢測(cè)報(bào)告自動(dòng)化出具技術(shù)等，以此來(lái)有效提升相關(guān)人員的整體素質(zhì)，為人們提供更加高質(zhì)量的風(fēng)電服務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的物質(zhì)生活水平狀態(tài)下，人們對(duì)于電能的依賴性會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，將導(dǎo)致用電量的需求不斷增加。為了更好地迎合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，未來(lái)風(fēng)力發(fā)電規(guī)模會(huì)得到更進(jìn)一步的推進(jìn)，而這其中風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)所存在的各類問(wèn)題將成為風(fēng)力發(fā)電規(guī)模擴(kuò)大化進(jìn)程中的絆腳石，值得業(yè)界人士給予充分的重視。要根據(jù)目前的技術(shù)水平以及問(wèn)題原因，通過(guò)采取設(shè)置控制器進(jìn)行諧波控制以及抑制電壓波動(dòng)與閃變等措施來(lái)保障風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量，推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)不斷優(yōu)化升級(jí)，為國(guó)家電力行業(yè)發(fā)展做出努力。

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