摘要：随着新时期的来临，我国社会主义市场经济快速发展，能源行业在经济发展中占有重要的位置。现阶段，不可再生的能源逐渐枯竭，可再生能源受到人们的关注和重视。目前，我国在大力发展太阳能，光伏和风电发电成为最为安全可靠的可再生能源形势。并网技术的不断发展和完善，逐渐成为我国电力供应的主要形式，其发展前景广阔。目前风电发电技术的应用具有局限性，并且风电发展很容易造成他谐波问题的发生。文章对风能发电并网技术进行探究，分析谐波问题的危害和计算方式。
关键词：风能发电；并网技术；并网方式；谐波问题
风能属于无污染、清洁型的可再生能源，储备量巨大，其开发和利用受到社会各个行业的关注。风力发电作为重要的可再生能源，在国民生活中发挥着重要作用，受到普遍的重视，随着风力发电的不断发展，风能发电的并网问题在不断研究，不断增加风能接入电网的容量，增加风机发电的负荷。风能发电并网给电力系统的安全和稳定带来影响。开展相应的研究有效消除和降低，解决并网中的问题，保证电压的稳定性。
一、风力发电机的静态模型分析
目前，风力发电机主要有恒速恒频异步发电机和变速恒频双馈感应发电机两种形式。前者发出有功时，需要从电网中吸取无功，实现能量的有效转换。风能发电的过程中，如果无法从电网中获取足够的无功支持，导致其电压下降，严重的情况下造成电压崩溃。后者是使用较为广泛的发电机组，能够有效控制和调节有功和无功功率，其成本较低，是用户的首要选择。
1.双馈风力发电机静态模型。相对于绕线式异步感应机来说，两者之间的区别是，双馈风力发电机增加了四象限变频器以及控制系统，保证转子滑环和定子之间的连接。通过控制网侧变流器电压和定子侧无功功率，此种类型的发电机能够在恒功率电压控制方式下运行。恒功率因数运行的环境下，双馈感应发电机能够保证其功率的工作状态，和系统没有无功功率的交换。
2.变速变桨距风机有很多的优点，在运行和停止的过程中，叶片能够保证最佳的角度。其主要优点可以概括一下几点：此种类型的风机可以在各种风况下优化出力。相对于其他的风机来说，此风机能够保证功率输出的平稳和质量。在启动的过程中，不需要电动机的协助，而且不需要借助机械刹车来停止运行。机械传动系统中，可以保证载荷波动最小。此发电机能够保证不同等级的噪声排放。
二、风能风电发电机的并网方式和特点
1、同步风力发电机组并网技术的特点分析。采取此种并网技术，根据其原理，保证风力发电机的电压、频率、相位和相序能够等于电网电压的大小、频率、相位和相序。在实际的运行中，风速超过风力发电机的启动速度时，风轮机就会启动。发电机和风轮机同时运行，励磁调节器给发电机提供调节励磁电流，保证发电机端的电压和电网电压同步，控制两者之间的相位差。检测断路器两侧的电位差，当两者之间的相位差为零或者非常小时，断路器实现合闸并网。同步风力发电机在运行的过程中，由于风速存在随机变化的情况，转子之上的转矩不够稳定，并网时的调速性能难以达到同步发电机的精度。在并网之后如果没有有效控制，很容易发生无功震荡和失步等问题。风轮机的调节器调节转速时，使得发电机频率和网频之间的偏差应当控制在合理的范围内容，对调节器的要求比较高，因此，风力法蒂娜及很少采取同步发电机。
2、异步风力发电机组并网技术的特点。此种类型的发电机在运行的过程中，依靠转差率实现负荷的调整，因此，对于机组的调速精度要求较低，并且不需要设备的同步操作，转速接近就能够实现并网。但是，此种类型发电机的并网技术依然存在一定的问题。直接并网会产生过大的冲击电流，导致电压出现大幅度的下降，给系统的安全结构带来威胁。自身不发无功功率，需要进行相应的无功补偿。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当输出功率超出所对应的功率时，会造成网上飞车。系统电压比较高，使得磁路饱和，无功激磁电流增加比较大定子电流超过载荷，功率因素明显下降。系统不稳定的频率上升，因为同步转速上升，导致发电机状态转变成电动装态。
3、异步风力发电机组的并网方式。第一，直接并网方式，此种并网方式要求发电机的转速能够接近同步，就可以并网。在并网的瞬间可能发生三相短路的情况，供电系统受到四到五倍额定电流的冲击，系统电压严重下降。此种形式的并网通常与大电网并网时采用。第二，准同期并网方式，此种并网方式和同步发电机并网方式相同，根据以往的步骤开展同步并网，需要高精度的调速器和同期设备。这样就会增加机组的造价，从整步到同步并网需要比较长的时间，此种并网方式冲击电流较小，需要控制其转矩保证在其范围内运行，避免出现网上飞车。第三，捕捉式同步快速并网方式。此种并网方式在频率变化中，捕捉同步点的方式，实现同步快速并网。此种并网方式能够无冲击的准同步并网，对于机组的调速要求较低，能够解决并网中的矛盾，是常见的风力发电机组的同步并网操作。第四，降压并网方式。此种并网方式的原理主要是在发电机和系统之间串接电抗器，能够减少合闸瞬间冲击电流的幅值，有效降低电网电压。此种并网方式需要增加功率的电阻，随着机组容量的增加而增加，经济性比较差，通常在容量较小的发电机组并网。
三、谐波的危害和分析计算方式
1、谐波的危害。风能发电场中，电力电子等非线性设备逐渐的增加，在电力系统中引发更大的谐波电流，并且给电网的安全稳定带来很大的影响。如果不能够对谐波采取控制措施，风电场注入到电网的谐波电流就会影响到电力电子等设备，导致其无法正常运行，影响到系统的电力运行效率。谐波对电力系统的危害主要有下面几个方面。谐波造成电网中各种设备的损害，导致其使用寿命降低。谐波电流会造成变压器铜耗增加，特别是三角形方式连接的变压器。高次谐波使得线路的电阻增加，增加电网损耗，导致输电线路的传输效率降低。谐波电压会导致电容器老化速度加快，导致输电线路的传输效率降低，有效缩短电容器的使用寿命。谐波电流会导致继电保护和自动装置可靠性降低，使得各项测量和计算等仪器的指示以及准确性降低，造成部分家用电器工况变差。
2、电网谐波分析计算方式。风电场产生的谐波对电网产生影响，对其进行全面的分析，估算风电场的公共入网点，同时需要对风电场谐波对各个电网主要节点进行谐波影响的评估和分析。在主要节点谐波影响分析中，主要分析谐波源产生的谐波电流，分析其谐波电压和谐波电流，借助谐波潮流进行计算。谐波分析和评估主要是借助谐波潮流计算，常用的谐波潮流计算方式主要有线性法、非线性法等。
风电并网接入系统问题主要在下面几点，并网风电场的可信度分析，能量可信度能够衡量并网风电场实现发电燃料的节约。稳态分析，在明确风电场的并网方案后，需要对含有风电场的电力系统做好潮流计算，避免出现线路功率和节点电压超越限制。注意电能质量的影响，如电压的偏差问题，电波的波动问题，闪变以及谐波等问题。开展相应的稳定性分析，如静态稳定性以及动态稳定性的分析。注意发电计划和调度方面的问题。
四、结语
风能发电是一种低碳、环保的能源，需要保证其充分的利用，尽可能的减少风力发电机并网中的不利伊苏，保证电网的安全和稳定运行，保证电能的质量。风能作为一种可再生能源，其并网技术应当受到足够的重视。文章中分析风力发电机组的并网技术方式，明确不同并网方式的优缺点。电力作为人们日常生活和生产中的重要能源，应当重视其技术的研究，关注机组并网的要点，针对其出现的谐波问题，采取相应的分析措施，保证电力行业的发展。
参考文献：
[1]谢鹏.风力发电并网技术与电能质量控制[J].科技创新导报，2016（13）：41-41.
[2]熊定银，罗纪平，周猛.针对风能发电并网技术及谐波问题研究[J].科技创新与应用，2018（8）：43-44.
论文作者:布阿依仙•艾尔肯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/18
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