摘要：近些年，风力发电由于投资较少，清洁没有污染，风力资源分布也较为广泛，因此而倍受人们关注。作为一种发展较快的可再生能源，风力发电场的容量变大的同时，对于整个电网系统的影响也不容忽视，因此，风力发电并网技术的应用便成为各企业关注的热点，如何控制电能质量也成为各企业关注的问题。本文主要对风力发电并网技术进行介绍和分析，对电能质量控制相关策略进行探索，以供参考。
关键词：风力发电；并网技术；电能质量；控制
1风力发电并网技术
1.1同步风力发电机组并网技术
从实质上来看，同步风力发电机组就是风力发电机与同步发电机的结合。在运行同步发电机的同时，不仅能够有效的输出有功功率，而且可以给发电机组提供无功功率，并确保周波的稳定性，极大程度上提升电能的质量，所以在我国的电力系统中，选择同步发电机的不在少数。怎样有机融合风力发电机与同步发电机，也受到了学界广大研究者的关注。通常情况下，风速的波动较为明显，会导致转子转矩表现出较大幅度的波动，无法达到发电机组并网调速的精度要求。如果将风力发电机与同步发电机融合之后未充分考虑这些隐患，特别是载荷较大的情况下，很可能使整个电力系统出现失步现象或无功振荡。由于这些问题的存在，使得同步发电机的应用一直未能广泛开展。但随着近年来变频装置的广泛应用，能够有效解决上述问题，学界很多研究人员又重新开始重视同步发电机与风力发电机的并网技术。
1.2异步风力发电机组并网技术
与同步风力发电机组并网技术相比，异步风力发电机在其运行过程中，由于是靠转差率来调整负荷的，所以对机组的调速精度要求不高，不需要同步设备和整步操作，只要转速接近同步转速的时候，就可以进行并网。风力发电机组配用异步发电机，最显著的优点就是这项技术的控制装置比较简单，并网后不会产生无振荡和失步问题，运行稳定可靠；但是异步风力发电机组并网技术运行过程中也有一些问题，比如直接并网就有可能导致大冲击电流，造成电压下降，影响到系统的安全运行；系统本身没有无功功率，需要进行无功补偿；过高的系统电压会使其磁路饱和，无功激磁电流大幅增加，定子电流过载，功率因数急剧下降；不稳定系统的频率过于上升，会因为同步转速的上升而导致异步发电机从发电状态变成电动状态，不稳定系统的频率下降，又会使异步发电机电流剧增而过载等，所以，必须要严格监督并采取措施来保证异步风力发电机组安全运行。
2风力发电机并网及运行试验
（1）软并网功能试验
将机组主轴升速，当异步发电机转速达到了同步速的92%到99%的时候并网接触器启动，发电机经一组双向晶闸管与电网连接，控制晶闸管的触发单元，使双向晶闸管的导通角从0°遂渐增大到180°，调整晶闸管导通角打开的速率，使并网过程中的冲击电流不会超过技术条件下的规定值。暂态过程结束的时候，旁路开关闭合，将晶闸管短接。
（2）动态无功抵偿设备功用特性测验实验
在该实验中，机组处于并网运转状况下，技术人员在对发电机进行相应的调整后，能够使其输出功率发生改变，然后使机组的负载状况发生改变，立刻就能够经过调查来了解电容抵偿投切的相关步骤和操作是不是契合要求。在本实验的规划中，应当注意该实验必须在工况比较恶劣的状况下来实行，从而最大程度的确保实验的可靠性。通常应在风力发电量大小不同的状况下进行。由于在风力较小的情况下，充电功率相对要多很多，这会导致220kV的母线电压拥有较高的水平。所以在发电较小的状况下，相关操作人员只能够进行感性无功抵偿实验。而在发电较大的情况下，线路明显会重载，产生很多的无功损耗，母线电压则呈现出相对较低的状况，所以在发电量大的情况下，作业人员只能够进行容性无功抵偿实验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可是不管哪一种状况下，都需求打开无功归纳操控实验来进行相应实验，以此断定无功抵偿操控的方法是不是满足条件，也要注意检查SVG装置是不是处于安全安稳的状况。
（3）风电场电能质量测验实验
风电场电能质量测验指标首要有电压误差、谐波等。与此同时，还要求对风电场停运过程中的各项并网点进行测验实验，实验首要的关键内容是各次谐波电压是否安稳以及电压总谐波是不是发作畸变等。风电场假如处于正常的运转状况，则要对各个功率区间进行测验试验，还要对长期闪变以及谐波电压等进行实验，以此断定风电场谐波电流是不是契合请求，到达谐波值的95%。
3控制风电电能质量的策略
3.1谐波的抑制
使用静止无功补偿器可以抑制谐波。该设备主要是由电抗器、谐波过滤装置等共同构成。静止无功补偿器最显著的特征就是具有非常强的反应能力，可以实时监测无功功率，而且还能够对电压变化进行实时的调整，以此将谐波完全的滤除，以此保证风电发电电能质量。
3.2电压波动与闪变抑制
1）有源电力滤波器。电压闪变是影响风力发电电能质量的重要因素。当电压闪变发生时，工作人员应该在负荷电流急剧波动时，能够完成无功电流的补偿工作。有源电力滤波器的作用就在于此。该设备优势突出，具有快速响应能力、同时具有补偿容量小的特征，最为重要的是运行过程中，非常安全稳定，具有非常强的控制力，所以对控制电压波动具有积极的作用。
2）动态电压恢复器。有功功率出现迅速波动情况，也会使得电压发生闪变，此时就要求补偿装置既要对无功功率加以补偿，又要对有功功率加以补偿。动态电压恢复器中有储能单元，可以在非常短的时间内就可以向系统传输电压，以此解决电压波动问题。目前，动态电压恢复器已经得到了广泛的应用，是现如今风力发电电能质量控制的最主要手段。
3）统一电能质量控制器。如果既要对电压加以补偿，又要对电流加以补偿，则选择应用综合类补偿装置，而统一电能质量控制器就是典型的综合类补偿装置。该装置可以将串联、并联有效的融合起来，以便用户能够解决综合补偿问题。由于统一电能质量控制器功能强大，既能够进行谐波补偿，又能够控制电能质量，因此得以广泛应用。
4结束语
通过先进的电力设备与电子技术进行风力发电机组控制，改善电能质量对于电力事业而言有着极为重要的意义，但在风力发电并网中仍存在很多技术上的普遍问题。文中通过介绍风力发电并网技术，进而提出改善电能质量的策略，希望能够对风力发电技术的普及和电力事业发展提供一定的理论参考。此外，很多问题如更加高效的利用风能、提高发电效率、提高功率因数及减小并网时的冲击电流与谐波等问题，仍需要我们进一步探讨。
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作者简介：
陶源，男，籍贯湖南，汉族，本科，助理工程师，研究方向新能源发电运行维护及集控技术
论文作者:陶源
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签：电能论文; 电压论文; 谐波论文; 发电机论文; 风力发电论文; 技术论文; 质量论文; 《电力设备》2018年第4期论文;