摘要：风力发电技术作为现有新能源开发利用的关键技术在实现环境保护及节约不可再生能源等方面发挥了重要作用，同时也对缓解现有电能供应不足等方面发挥的积极价值。而针对现有风力发电技术应用中所存在的问题，相关单位应引起重视，以确保该技术的应用。本文结合现有风力发电技术，对其风电应用及并网方法进行了说明，并对其并网形式及并网后对整个供电线路的影响进行了分析，以便为后续该技术的应用提供参考。
关键词：风力发电；并网控制；稳压控制
清洁新能源的开发一直是国家大力研究与开发的重点，而随着现有化石能源严重紧缺及环境污染日益严重的今天，新能源的开发应重点进行考虑。风能属于现有清洁能源之一，对其进行开发利用具有一定价值。结合现有情况，风力发电技术的应用对补充现有电力能源使用不足而引起的供电补足问题等具有积极作用。但，基于现有技术，风力发电技术所产生的电能必须经过中间设备处理后方可接入供电网络供用户使用，以下对风力发电技术及其对电网的影响进行来分析，具体内容如下:
1风电并网方法及分析
结合现有情况，我国风电技术取得了快速的发展。具体来讲，风力发电系统主要是将风能转为电能的一种技术，其主要有叶轮、传动系统、发电机、调向机构、逆变器及控制系统组成。实际工作中，风轮利用风力实现转动，以转换为机械能并推动双馈异步发电机或永磁同步发电机做功，即利用发电机将机械能转化为电能，最后通过功率逆变器将电能输送至电网。对于风力发电并网而言，根据其所使用发电机的不同，具有以下两种形式，具体如下：
1）对于利用风能通过异步/双馈风力发电机实施发电而言，现采取的并网方式主要有直接并网、降压并网或通过晶闸管软并网等形式。下图为异步发电机通过晶闸管软并网系统主要机构图，具体如下图1所示：
图1 异步发电机通过晶闸管软并网系统主要机构图
2）对于利用风能通过同步发电机实施发电而言，在该种形式发电形式下所采用的交-直-交并网方案，即自发电机输出电能后需经过整流滤波器后，由逆变装置将直流电转变为交流电，以实现并网的要求，其并网系统结构如下图2所示：
图2 交流永磁同步发电机并网方法
2关于风电并网要求及标准说明
2.1风电并网要求及分析
在满足系统良好的动态特性同时，并能使发电机向电网提供高品质的电能，对风
力发电并网逆变装置的要求归纳如下:其一，在电压控制室，应做好稳压的控制，以提高系统的稳定性及抑制输送功能发生不规范的振荡。其二，对无功功率进行控制，如实时对电网电压的变化实施快速校正，实现无功功率的快速调整及起到抑制电流波动的目的。其三，相应特性的控制，如通过逆变装置对响应时间等参数进行控制，以确保电压的输出稳定及满足供电使用需求。
2.2风力发电系统并网标准
以现有常用的单相逆变器并网来讲，在实施并网逆变器实现并网工作的情况下需满足以下条件，以确保安全及满足供电需求。具体来讲，主要要求如下：其一，对于并网电压的要求，其压差的波动应控制在10%以下。其三，对于并网供电频率的控制，其频率波动偏差应小于0.3Hz，其三，相差也属于其控制的主要要求，一般相位差硬小于10°；不同容量下的并网标准要求如下表1所述：
表1 并网标准化指标
3关于风力发电对其电网的影响及分析
3.1风力发电对电能质量的影响
结合现有情况，对于风力发电机组而言，其所产生的电能并网后对整个输送网络的运行具有一定的影响。结合现有标准，对于电能质量的控制主要有以下几方面：电网次谐波、电压闪变与电压波动、三相电压及电流不平衡、电压偏差、频率偏差等。而对于风力发电并网后对电能质量的影响主要集中在高次谐波和电压闪变与电压波动。对于该类方面的影响，风力发电技术应用中应做好相应控制措施，以确保供电安全及稳定。
3.2风力发电对电压闪变的影响
软并网是现有风力发电机组所使用的常规形式。但虽然采取该种模式坑降低冲击电流对电网的影响。但在该种模式启动时，其冲击电流仍然很大。如当风速过大时，风机会从额定出力状态下退出；但在该种情况下，如果整个风电场的风机同时运转，则此时将对配电网造成显著影响，如电压闪变与波动等，其结果将对供电设备及机组造成影响，对整个电网带来安全隐患。
3.3谐波污染及其影响
对于风力发电而言，谐波影响也是其关键因素，实际实施中应将其作为重点进行考虑。而关于风电并网所造成的谐波主要有以下几种方式：其一，风电机组自身因素，如风电系统自带的电子设备及装置等可能带来谐波问题。对于该问题，如对于直接和电网相连的恒速风机而言，虽会产生一定谐波，但过程短，相对而言，低整个电网的影响不大。而对于变速风机而言，由于其使用整流与逆变装置方可接入系统，该种模式下可能产生较大的谐波，会对电网的运行产生较为严重的影响。其二，风机并联补偿电容器与线路电抗发生谐波，如研究发现，风电场出口变压器的低压侧常产生大量谐波而影响电网电力输送。但相对而言，闪变问题所产生的谐波问题更为严重，实际控制中应采取有效措施加以应对。
3.4风电并网对发电计划及调度的影响
传统发电计划基本上是基于电的可靠性以及负荷可预测性而制定，而结合以上两点，发电计划的制定和实施可以得到有效的保证。但，如系统含有风电场，由于风力的不确定性等影响，对风电场的预测水平不能实现精确控制，则使得发电计划制定变得困难。如把风电场所产生的电能并入电网，则电能不具可预测性；如把其看做电源，可靠性又没有保证。因此，有必要对含风电场电力系统的运行计划进行研究。风力发电并网以后，如果电力系统的运行方式不相应地做出调整和优化，系统的动态响应能力将不足以跟踪风电功率的大幅度、高频率的波动，系统的电能质量和动态稳定性将受到显著影响，这些因素反过来会限制系统准入的风电功率水平。对于此，有必要对电力系统传统的运行方式和控制手段做出适当的改进和调整，已制定科学合理的发电计划，可对正确考虑风电随机性和间歇性特性，确保电能供应提供可靠保证。
4结束语
综上所述，风力发电技术的应用对实现可再生能源的利用将发挥重要作用，且也可对减少煤的消耗及实现环境保护发挥重要作用。因此，为最大限度使用可再生能源及减低传统化石能源消耗，大力发展风力发电是重要举措，相关单位应引起重视。本文结合现有情况，对风力发电技术进行了说明，并对其并网后对整个供电网络的影响进行了探讨与分析，提出了相关并网标准及控制举措，其目的在于优化风电技术控制及应用，以便为后续风电技术的发展提供技术参考及借鉴。
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论文作者:李会骞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
标签：电网论文; 风力发电论文; 电能论文; 谐波论文; 风电论文; 技术论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第31期论文;