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摘要：本文的研究对象是风力发电的并网技术。我们希望控制风力发电的电能质量。风力发电并网技术主要有两个方面，包括异步风力发电机组并网技术和同步发电机并网技术。这两项技术将影响风力发电的电能质量。本文对风力发电机组的电能质量控制方法进行了研究，提出了电压波动控制电能质量和抑制谐波与闪变控制电能质量两种方法。希望我们提出的风力发电并网技术以及电能质量控制措施能够在电力技术以及电力生产方面起到一些帮助作用，以至于控制发电机组对发电质量能够很好的进行控制。
关键词：发电并网技术；电能质量；技术探讨
导言：我国的发电技术十分发达，可以充分利用自然能源转化和达到可再生资源的程度，主要包括火力发电、水力发电和风力发电。我国的发电技术更多地来自风力发电，风能利用率很强，所以为了充分利用风能，我国的风力发电技术得到了发展。技术进步很快，推动了我国风力发电厂的建设，对我国的整体的电网技术系统在某种程度上也起到了一些积极地影响，人口密集的区域不利于发电厂的运作，为了减少发电厂对居民的影响，一般会将风力发电厂建立在人口分布稀少的地区，风力发电的供电网络中心相对来说稳定性较弱，对于外界干扰的抗干扰能力也比较差，无法承受过于大的冲击力，因此风力发电系统在发电的过程中经常会出现各种各样的问题，如风力发电中的谐波污染和闪变等问题都是十分常见的。风力发电受外界自然天气条件影响，风电出力是随机的，发电的主要影响阻力就是来源于风力发电的随机性，因此如何解决风力发电的技术问题便显得越来越重要，在解决风力发电的技术问题后提升风力发电电能质量也是我们需要重视的研究课题。
1风力发电并网技术的最基本要素
1.1同步。事实上，一方面，风电并网技术是同步发电与风力发电的有效结合。实现两者的完美结合和运行是发电专家的核心研究方向。在很多情况下，由于风速动摇比较灵活，会使发电转子呈现出大幅度的动摇，所以，风力发电并网就没有同步发电动力组的精度那么准确。假如此二者之间在并网工作后，维修检测人员一旦没有注意到这些问题，运行过程中就会出现系统无功振动或者接洽失活现象。虽然存在这些方面的不良影响，但是二者之间的并网技术一直都在发电工程中大规模的应用。如今随着科学技术的进步，变频设备越来越完善，这一类难题已经得到进一步解决，经过相关专家的不断研发，使同步发电与风力发电运营组有机结合。
1.2异步。与同步风力机并网技术相比，异步风力机并网技术在实际工作中不需要高精度的机组调速。它不需要保持同步或整个操作和设备。它可以通过基本保持相同的速度和同步速度来实现。异步发电机与风力发电机组相搭配具有着不需要复杂控制装置的优点，这得益于其只需要依靠转差率便可以调节负荷的特点。其并网后不会出现同步风力发电机组并网技术那样失步、无振荡的问题，其运行时有着较强的可靠性，稳定性高。但是异步风力发电机组并网技术也有一定的缺点:(1)大冲击电流容易在工作人员直接进行并网操作时产生，导致电压下降，不利于系统的稳定运行。(2)系统需要工作人员补偿一定的无功功率，因为异步风力发电机组并网技术系统自身无法形成无功功率。(3)同步转速会随着不稳定系统频率超过上限的同时相应的加快，会使异步发电机转化为电动状态由原来的自发电状态，而异步发电机电流也会因为不稳定系统频率值下降而大幅增加，过载现象也会因此产生。在使用异步风力发电机组并网技术时需要有工作人员确保发电机组能够一直处于稳定运行的状态。
2风力发电并网技术对电能质量的影响
2.1引入谐波
在利用风力发电并网技术的过程中通常会受到一系列谐波的影响，一般包括以下两个方面:(1)应用风力发电并网技术过程中涉及到的逆变器形成谐波；(2)风力电源在接通后进行工作的过程中本身会形成谐波源。这些方面都可能是引入较多谐波的因素，从而使电网整个结构的电能质量受到影响。除此之外，就目前的风力发电技术来说，大多数的风力发电机组利用软并网的技术方式完成并网，此过程易产生大量冲击电流，当切出风速低于外界风速时，风机就会处于额定处理状态之外，对并网技术下电网供电质量造成了严重的影响。
2.2电压波动和闪变
风力发电是一种清洁的自然能源。风电并网技术会引起电压波动和闪变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在风电并网过程中，如果连接位置离配电变压器很近，则连接工作只会对电网电压闪变产生轻微影响，但当连接位置离配电变压器很近时，则会对电流产生较大影响，会造成馈线附近电压的大幅度波动，致使用于发电的用电设备受到损害，进一步使其正常的运行状态受到影响。除此之外，由于接入了风力发电，导致电网电压升高，特别是当前用于风力发电的电机较多的为异步电机，此发电机在进行旋转磁场的构建时会消耗大量的无功功率，这些功率的分布严重影响着整个电压的情况，在利用并网技术对这些发电大规模进行入网处理之后，就会消耗掉其中的一大部分无功功率，这会在一定程度上提高线路上的压降。
3提升电能质量方案
在理想的洁净供电系统中，电流和电压都是正弦波。随着电子技术的飞速发展，电力电子设备在系统中得到了广泛的应用。非线性负载越来越大，高压直流窃电现象越来越普遍，系统谐波也越来越严重。如果要控制电能质量，可以从抑制谐波的产生开始，电抗器、可投电容器以及无功补偿设备都可以监控无功功率的波动以及变化，这些抑制谐波的的设备刷新率高，响应速度快，静电无功补偿依靠电机的旋转运动对电网中的无功、有功相角进行调节达到补偿的目的，使电压输出平稳，阻止谐波的产生，这种控制方式能够使风力不稳定对电能质量的影响降到最低。
发电机组中的电压波动以及电压闪变都会对电能有所影响，提高电能质量不可避免的要消除电压闪变和电压波动。对电机的负载变化时产生的无功电流进行补偿可以改变负荷电流有源电力滤波设备中的电子元件是可关断的，电子控制设备可以代替有源滤波设备的电源，对电机负载输出畸变电流，系统的正弦波直接加在电机负载，将负载波动消除。
电压的波动同样也会出现在系统的动态电压恢复设备的运行中，动态电压恢复设备的功率起伏的频率十分高，电压闪变非常常见，需要同时补偿有功功率和无功功率，将电能储存后能够提升电能质量。
改善电能必须在发电厂就地进行，配置相应的供电半径，城区中压线路供电半径不宜大于3km，近郊不宜大于六公里，因电网条件不能满足供电要求半径时应采取保证客户端电压质量的技术措施。合理选择导线截面控制好合理截流量，线材强度和电晕，发电站的供电能力决定了如何选择导线，导线上负荷电流的状态决定了电能质量。变电和配电的设备决不能超负荷运转。此外，在用户端要经常有操作工人调查电能的使用情况，反馈给发电站，以便调整发电设备。
结束语
综上所述，新能源的开发事业已经随着科技的进步而得到了逐步发展，风力发电的技术也得到了广发应用。在风力发电中，随着机组的并网容量的不断提升，对电网的电能质量也会产生较为深远的影响，但是，由于存在着谐波以及电压闪变与波动等影响因素，导致风力发电过程中的电能质量一直不能达到理想状态。所以，为了能够有效提高风力发电的效率，使并网冲击与电力谐波得到减小，从实质上提升功率因素是当今时代我国应重点研究的风力发电领域的问题之一。只有使这些问题得到有效的解决，才能使风力发电的效能充分地体现出来。为了使风力发电并网技术的的稳定性以及安全性得到有效的提高，应进一步加强技术的研究，使电压波动与闪变、谐波等问题得到有效处理，进一步保证电能质量，使整个发电系统得到稳定运行。
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论文作者:闫磊,郝大威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/24
标签：电能论文; 风力发电论文; 技术论文; 谐波论文; 电压论文; 质量论文; 质量控制论文; 《电力设备》2018年第35期论文;