摘要：近年来随着人们环保意识的提高，清洁能源越来越被人们所重视，在所有的清洁能源中，风电以其可再生、不对环境造成破坏等优势得到了广泛的应用。随着风力发电的不断发展，其技术也不断成熟，同时由于风电本身的特性，在接入电网时会对电网稳定性产生一定的影响。为了加强对这种新能源的利用，对技术和并网稳定进行分析是非常必要的。本文主要介绍了风力发电并网技术，并探究风力发电并网技术和电能质量控制的有效对策。
关键词：风力发电；并网技术；电能质量；控制措施
风力发电技术日趋成熟，电厂容量在不断增加，虽然可以在一定程度上缓解社会生产与电力资源之间的供需矛盾，但是风电总量的增加还是对电网系统产生了一定影响。一般风力发电厂多建设在地广人稀地区，远离供电网中心区域，所需承受的冲击力比较小，在并网时就很容易导致配电网出现谐波污染与闪变问题。并且受风力发电特性影响，其不稳定性也会影响电网整体供电质量。因此还需要加强对风力发电并网技术与电能控制策略的研究。
1 风力发电并网技术
1.1 同步并网技术
同步发电机机组与风力发电机组保持相同步调，是风力发电并网技术实现的最佳效果。对于风力发电来讲，整个过程并不稳定，受风力、风速、风向等因素影响较大，因此发电转子也会产生较大幅度的摇摆，使得风电并网调速难以满足同步发电机的精度，有非常大的可能会出现失步状况。怎样才能够实现和推广风力发电的同步并网一直都是技术研究要点，目前已经取得了初步效果，可以为风力发电与发电运营提供一定支持。
1.2 异步并网技术
异步发电动力组和风力发电动力组两者先进行结合然后保持相同步调运转，则为异步并网技术，与同步并网技术相比，受限的可能性极大程度上地降低，无需风力发电并网调速精准做到与同步发电机精度一致，只需要发电转子运转时风力发电并网调速异步发电机的转动转速保持一定程度的协调一致即可。风力电机组搭配使用的异步发电机方式，可避免整个系统设置复杂的控制装置，并且在并网后，也不必担心产生无振荡或者失步问题，整体运行状态相对稳定。但是就实际应用效果来看，电力发电异步并网技术还存在一定缺陷，部分情况下在并网后，会因为冲击电流过大、电压降低等因素干扰，而导致风力发电系统异常，尤其是不稳定系统频率值降低过大，会导致异步发电机的电流急剧增大，造成系统运行过载，甚至整个瘫痪，生产安全风险增大，因此想要选择此种并网方式，还需要提前做好相关准备工作，采取一定措施来维持异步风力发电机组的稳定运行状态。
2 风力发电并网技术和电能质量控制的有效对策
2.1 做好谐波抑制措施
在进行风力发电并网中，要提升相应的电能质量控制效果，可以结合组静止无功补偿器来对于谐波危害问题进行有效抑制，这种补偿器是用多台可投切电容器、电抗器和谐波滤波装置构成的，这一设备最大的特点是反应速度非常快，对于变化无功功率能够实现实时跟踪。针对风速不稳定导致的电压变化也能够实现有效的调节，这样就能够实现有效的谐波滤除，提升整体电网的电能供应质量。
2.2电压波动与闪变控制
1）增设有源电力滤波设备。风力发电并网技术的应用，为避免过程中出现电压闪变问题，需要在负荷电流产生较大波动前，对因负荷变化产生的无功电流进行补偿，做到补偿负荷电流的目的。在风力发电系统中，可关断电子设备作为其中的零件之一，将其应用到有源电力滤波设备中，能够通过电子控制设备来将此过程中的系统电源更换掉，实现畸变电流向电压负荷的输送，确定只向负荷电流提供系统正弦基波电流。2）增设优良补偿设装置。为有效抑制电压波动的产生，可选择向系统增设动态恢复设备以及增设优良补偿装置的方式应对。通过补偿装置自身具有的可存储能量单元，来确保无功功率被提供出去的同时可以再次进行补偿，避免电压变动造成的不良影响，达到控制电网电能质量的目的。
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2.3 完善风电信息分析工作，强化并网管理
针对风电并网工作，要建立风电信息统计分析平台，为公司和政府提供信息服务。建立风电信息统计分析平台，形成涵盖风电规划、前期、建设、并网、运行等全过程的信息数据库，为公司及政府部门提供准确、及时、公开、透明的风电信息服务。加强风电接入系统工程管理，保证风电并网送出。按照相关要求，做好风电接入系统管理工作。对于大型风电基地项目，提前开展风电场接入系统和送出工程前期工作；对于地方核准的风电项目，强化年度计划管理。要重点加强风电并网管理，加快研究制定并网检测等配套规定，建立强制性入网认证和并网检测制度。加快风电并网检测能力建设，增加测试设备，建设测试人才队伍，适应大规模并网检测需求。通过进一步加强风电运行管理，加快风电功率预测功能建设、风电调度计划管理，加快建立风电场计划申报考核机制。
2.4提升设备可靠性，优化机组设计
对于发电业务，除了要关注设备本身的问题，更希望的是把发电厂中的风力发电机组、输电线路、SVG、变电设备等各个环节连在一起，从系统的角度来看，而对于设备厂商，比如风机，是一个相对独立、完整系统，但从我们的角度，却是整体的一环。两者之间对于可靠性管理的侧重点有相同，也有不同。无论是设备的可靠性，还是系统的可靠性，还是要从技术和管理两个层面串起来，整体考虑如何做到真正的可靠。在现有风电场投资经济模型下实现风电场的预期收益，必须使用大兆瓦、高效率、小体积、低重量、便于运输、吊装安全的风电机组，以实现风电场整体投资不增加的情况下，提升发电量，降低度电成本。同时技术路线的多样化亦可推动风电机组技术进步，还有绿色制造也是在风电发展建设中需要重点考虑的问题。总体来看，未来风电行业的技术发力点集中在以下方面：增大风电机组的单机容量；提高叶轮的捕风能力；提高风能转换效率；提高机组及部件质量；增强机组运输、安装便捷性；增强机组环境适应性等，相关风电企业要进一步提升设备可靠性，研究机组优化的有效措施，促进整体风电机组工作效率的提升。
2.5 强化故障诊断，提升电能质量
针对风电并网工作，相关企业要加强相关工作人员技术培训，提升整体风电服务质量，在培训中，以风机叶片结构、故障诊断、损伤维修及运行维护等几方面为切入点，结合公司年度无人机风机叶片巡检结果，深入探究风机叶片故障诊断技术。安排相关技术人员就严重叶片缺陷的识别、分类分级、缺陷修复建议等问题，与专家进行深入的探讨交流。对此，相关风电企业要将继续加强技术交流与业务培训，推进技术创新与应用，探索新时期无人机风机自动巡航、叶片缺陷智能识别及检测报告自动化出具等新功能，为电力生产运维提供有力的技术支撑。
结束语
风力发电技术已经比较成熟，而可选择的并网技术虽然实际应用效果良好，但依然存在一定问题，为保证并网不会对电网电能质量产生影响，还需要做更为深入的研究。同时，总结经验确定风电并网电能质量控制的要点，不仅要增设各项设备，还应改善电功率因素，科学合理的选择确定供电线路导线截面等，争取通过多项措施来维持电网的高质量供电。
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论文作者:李少华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：风电论文; 风力发电论文; 技术论文; 电能论文; 质量控制论文; 机组论文; 电网论文; 《电力设备》2019年第9期论文;