摘要：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。
关键词：风力发电；并网技术；电能质量；控制措施
1风力发电并网技术
风力发电并网技术是指发电机输出的电压在幅值，频率以及向位上和电网系统的电压是一致的。风力发电并网是完成风力发电到电能供应的必要过程，是实现电能输出的必要环节。并网技术的关键是确保风力发电机组输出，电力能源的电压和被接入电网的电压在扶智相位频率等方面保持一致，能够保证风力发电并网实施后，整体电能供应的稳定性而目前的风力发电并网技术主要有两种，一种是同步风力发电并网技术，另一种是异步风力发电并网技术。
同步风力发电并网技术主要是将风力发电机和同步发电机相结合，在进行同步发电机的运行中能够有效的输出有功功率，并且能保证为发电提供必要的无功功率，促进周波稳定性提升，可以有效的提高电能稳定性。同步风电发力机具有工作效率高，体积小，结构紧凑，成本的可靠性高，维护量小等优点。该发电机的转速平稳负载特性强，周波稳定，发电机组发电电能质量高，这导致同步风力发电机在风力发电中的应用十分广泛。
异步风力发电并网技术，其主要是借助转差率实现对发电机的运行复合的调整目标，在具体的调速精度方面要求并不高。这种技术能够减少相关同步，设备安装的繁琐，也可以省去整部操作环节，实现转速的适当调整。但是这种技术也有缺点，他在具体的并网操作中可能会产生冲击电流，如果产生的冲击电流过大，就会导致电网电压水平降低，不利于电网的安全运行。因此在进行异步风力发电并网技术的应用时，可以进行无功补偿，避免抽选磁路饱和和电流增大的问题。异步风力发电机组的操作不复杂，而且其对控制力要求较低，实现发电控制，只需要调节一个重要参数。其在并网后的运行方面非常稳定，不会出现失步和震荡现象。
同时，异步风力发电技术主要分为以下几个方面：
第一，绕线型异步电机。绕线型异步电机的转子可与外部连接，如双馈异步发电机(DFIG)和OptiSlip感应发电机(OSIG)等。其中，DFIG在我国风电中应用较多。双馈异步发电机定子绕组直接连接定频三相电网，转子外连电力电子变流器，以控制转子的电气特性，如转子电压和频率。在超同步发电状态，发电机的转速变化时，可通过电力电子背靠背变换器调节转子频率使定子频率与电网频率相同，实现转子侧和定子侧同时向电网馈电与变速恒频发电控制。绕线型双馈异步电机的结构带来的优缺点如下：①流过转子电路中的功率为转差功率，一般只有发电机额定功率的1/4~1/3；②可控制无功功率，通过独立控制转子励磁电流来解耦有功和无功功率，无须从电网励磁，而从转子电路中励磁；③不可避免的要使用滑环和电刷。
第二，笼型异步电机与风电，普通笼型异步电机的定子由铁心和定子绕组组成，转子采用笼型结构。早期的异步发电机首先要解决的问题是电机自励建压的问题，如在输出端连接适当大小的电容器给笼型感应发电机提供励磁，其缺点是无法连续调压，只能离散地调节励磁。随着电力电子技术的飞速发展，利用可控开关功率器件组成的电力电子变换器可以产生连续可调的无功功率，从而替代传统的单独的电容励磁，使得电力电子变换器与感应发电机相结合的发电技术得到了迅速的发展。
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2风力发电并网技术和电能质量控制的有效对策
提高电能质量的措施有很多种，以下我们就四种措施展开讨论：
2.1做好谐波抑制措施
影响风力发电并网技术质量的因素有很多，其中，电能的质量情况在其中占有非常重要的地位。为了最大程度的提高电能的利用效率，相关的技术人员主要采取的方式是通过对结合组静止无功补偿器进行使用，来对影响谐波的因素进行抑制。由于我国电力行业的发展在最近几年来受到了人们的广泛关注，电能设备的发展方向朝向多元化、丰富化的方向发展，现阶段，市场上抑制器的种类也越来越丰富。谐波抑制工作使用的抑制器是组合型的，由可投切电容器、电抗器以及谐波滤波装置构成，这种抑制器与其中类型的抑制器相比，功率的转化速度加快，可以对风力情况进行追踪检查，可以在短时间发现不稳定的情况，并且对这种情况进行及时的解决，提高抑制谐波的效率以及风力发电的质量情况。
2.2完善风电信息分析工作，强化并网管理
为了提高风力并网工作的完成效率，相关的技术人员应该在风力发电的过程中，建立信息完善平台，对风力发电的数据以及信息进行收集、整理。信息的收集以及整理是一项十分漫长的过程，包括多个行业、多个领域，其中风电规划前期、后期以及运行中期的数据都应该进行记录，数据的完整性对并网的后期管理具有十分重要的作用。并网管理是多方面的，为了提高并网管理的质量，相关的单位应该建立专门的管理队伍，对并网进行大规模的监管、检测，进一步完善风力发电的管理体系，除此之外，对于大型的风力发电项目，要做好年度的规划，对风力发电的情况进行严格的记录，根据有关的资料显示，风力发电管理体系的制定以及完善可以从根本上提高用电的质量情况，提高相关产业的工作效率。
2.3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。
2.4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。
论文作者:陈艳明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/9
标签：风力发电论文; 技术论文; 电能论文; 发电机论文; 风电论文; 转子论文; 机组论文; 《电力设备》2019年第19期论文;