风力发电并网技术及电能质量控制措施论文_王梁

风力发电并网技术及电能质量控制措施论文_王梁

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摘要:近年来,随着社会的发展,我国的风电资源的发展也突飞猛进。风能资源之所以被我国大力开发,主要因为风能资源拥有可再生、无污染等优点,唯一的缺点是风能资源发展的时间过短,风力发电机组并网技术容易出现问题,尤其在并网与脱网瞬间,时间看似短暂,但对于局部电网影响重大,如不能合理使用风力发电机组,电网电压就会因短暂冲击,发生大规模脱网事故,给国民生活带来不便。为改善电网不稳定情况,需要将风力发电容量继续增大,才能给大众用户提供安全并稳定的清洁性能源。

关键词:风力发电;并网技术;电能质量;控制措施

引言

随着社会经济的不断发展,电力的应用也越来越广泛,人们在日常生活中越来越离不开电力。我国的发电方法非常多,主要包括火力发电,水力发电以及风力发电。因为风的可利用性非常强,而且我国风力资源非常丰富,因此我国主要应用的发电技术还是风力发电。为了更充分的利用风力能源,我国在风力发电技术方面发展的非常迅速。风力发电技术的进步推动了风力发电的广泛应用,也促进了我国风力发电厂的建设。但是风力发电的供电网络中心跟其他发电方式相比稳定性较弱,抵抗外界干扰的能力也比较差,不能受到过于大的冲击力。这就使得风力发电系统在发电过程中经常出现各种各样的问题,因此如何解决风力发电容易出现故障的技术性问题和提高风力发电电能质量问题便显得越来越重要。本文便是从解决风力发电稳定性较弱,抵抗能力较差的问题出发,不断的提高风力发电的质量,为风力发电在我国的更广泛的应用做保障。

1风力发电并网技术

风力发电已经成为电能产业不可缺少的能源,风力发电的并网技术的研究对提高风能发电效率具有十分重要的作用。并网技术在风能发电中的应用可以提高电能的稳定性以及用电的效率。并网技术的核心应用原理是维持风力发电机组的电压与接入电压现阶段,我国电能产业使用的并网技术有很多种,使用最广泛的技术主要有两种,分别是:同步风力发电机组并网技术以及异步风力发电机组并网技术,接下来,我们对这两种技术展开讨论:

1.1同步风力发电机组并网技术

第一种是同步风力发电机组并网技术,这类技术的应用原理是可以将风力发电机组与同步发电机组进行有效的融合,在确保工作正常进行的情况下,提高风电发电的性能,通过对有关的资料进行调查,我们可以知道,同步风力发电机组的并网技术可以提高对风能的利用率,提高风能在发电机组中的应用效率。现阶段,市场上对同步风力发电机组的并网技术的使用范围较为广泛,这项技术在风能行业中的使用可以最大程度的提高发电的容量,带动相关的设备工作。除此之外,风速过大会导致发电机组产生过大的波动情况,影响机组的正常工作。为了提高相关工作的效率,技术人员应该将机组之间进行结合,分析电网以及发电机组之间的关系,最大程度的提高电网发电的质量。

1.2异步风力发电机组并网技术

第二种方法是异步风力发电机组并网技术,这项技术与上一项技术在原理方面存在显著的差异,主要是通过对发电机组的运转情况进行调整,进而提高发电机组的转差率,提高相关设备的使用精准度。这项技术在应用方面还存在一些问题,主要体现在并网技术应用不合理很容易产生冲击性的电流,冲击性电流的存在还加大电压,影响电压的安全性能。为了避免这种情况的出现,相关的技术人员通过对有关的资料进行查询,提出了两种方法,分别是提高磁路的饱和性能以及增大机组运行的电流。异步风力发电机组并网技术在风力发电行业中的使用可以有效的节省相关的操作流程,提高设备的使用效率,加大产生电流的容量。除此之外,电流的输送以及传递也会对风力发电的质量造成一定程度的影响,相关的技术人员应该提高电能的传送效率,推动相关产业的进步。

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2解决风力发电并网技术问题和提高电能质量控制的措施

2.1动态电压恢复器的应用

在中低压配电网中,有功功率进行快速波动也会造成电压闪电的情况的发生。为了解决这种情况,就需要要求补偿装置在对无功功率进行补偿的同时,还有能够提供瞬时有功功率的补偿。动态电压恢复器是带有储能单元的补偿装置,他的出现取代了传统的无功补偿装置。能单元,能够在ms级内以正常电压和故障电压的差值,向系统注入电压,可以有效解决系统电压波动对客户的影响。动态电压恢复器能够在非常短的时间内向系统传输电压,可以有效的改善电能质量和动态电压,是解决电压波动、谐波等动态电压质量问题的最佳方法。

2.2双馈异步风力发电机组的并网方式

双馈异步风力发电机组进行并网时,最大优势是可以在保证稳定性的同时可与电网直接连接,双馈异步风力发电机只需通过相交变频器,就可接入已有电网。双馈异步风力发电机组在并网连接过程中,主要拥有以下特点:可以带动风力发电机组转速,将风力机与发电机转速同时提升,将电压、同步、相控制在变频器内,保证连接电网速度,同时避免并网过程中出现的电流冲击。部分风力机转矩转速不停止,使用双馈异步风力发电机机组可以让风力机停止转矩,保证在静止状态启动双馈电机运行,实现电动机工况分析。风力发电机的转速可以进行调整,只要熟练掌握风速、负荷变化就能使风力机转速保持在最佳叶尖速,帮助电网最大程度发挥电能输出。双馈发电机励磁可以通过励磁电流的频率、幅值和相位进行调节,调节励磁电流频率,风力发电机运行过程中产生变速,也可保证输出电力频率的稳定性;调节励磁电流的幅值和相位,可保证风力发电机输出过程中功率目的。转子电流相位发生转变时,可以根据转子电流产生的磁场空隙进行位移,改变双馈电机与电网电压位置的相对性,将电机功率角进行转变,实现调节励磁对功率产生的影响,平定电流有功功率及无功功率。双馈异步风力发电机组,可以改变风能转化效率,帮助并网控制更加可靠稳定,保证电网功率因数、谐波小,实现稳定并网控制。

2.3应用储能装置

风力发电具有间歇性和随机性的特点,使风电的出力不可控,直接影响到电网的电能质量和电网稳定性,也为电网的调度增加了难度。而储能装置能将风电场产生的间断性电能输出存储起来,并在合适的时间通过变流器等装置输送到电网上,使其变为电网能够控制、利用、可调度的电能,避免了在负荷低谷时,风电场开始出力却不能将电能输入电网所导致的弃风现象。此外,当储能装置容量足够大,能够起到削峰填谷的作用,也可以充当备用电源,在负荷高峰期或电网发生故障时,为电网及用电设备提供电源支持。当风电场安装储能装置后,不仅能够改善电能质量和保持电网稳定运行,还提高了风电的利用率和消纳能力。因此,储能装置在风电并网中发挥着重要作用。

结语

随着我国对于电力技术的不断研究和深入发展,我国的风力发电技术在不断的进步,但是我国的风力发电并网技术依旧不够完善,风力发电缺乏适用的普遍性,由于环境的限制,无法应用于全部风电企业。风力发电并网技术是未来电力生产的主要技术模式,加之我国的风力资源十分丰富,我国必须要加紧对风力发电研究技术的研究,进一步提升风力发电并网技术,实现机组优化,解决现有的风力发电并网技术存在的问题,优化管理和提升设备质量,从而不断的提高电力质量,促进整体风力发电电能质量提升。

参考文献:

[1]姚雪,赵振宇.新时期我国风电产业发展SWOT分析[J].风能,2018(4):58-62.

[2]罗亘,汪万平.大规模风电并网系统控制问题综述[J].四川电力技术,2014,37(6):40-43+64.

[3]潘华君,许晓峰.风电并网对电力系统稳定性影响的研究综述[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2013,9(1):54-57.

论文作者:王梁

论文发表刊物:《城镇建设》2019年15期

论文发表时间:2019/11/1

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