风力发电并网技术及电能质量控制措施论文_周向武

风力发电并网技术及电能质量控制措施论文_周向武

(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西省太原市 030001)

摘要:风电并网技术的发展在一定程度上影响着我国未来的风力发电行业,在开展风电并网技术应用中,相关部门要进一步提升风电并网技术,实现机组优化,解决提出问题,并不断优化管理,提升设备质量,以促进整体风电电能质量的提升。

关键词:风力发电并网技术;电能质量;控制措施

引言

近几年来,我国经济呈现高速发展的趋势,人们的日常生活水平越来越高,对电能的需求量也越来越多。电能已经成为人们必不可少的能源,随着我国对新能源的关注度越来越高,尤其是“可持续发展战略”提出以来,人们对如何提高风能、水能等新能源的利用展开了研究。本文以风力发电做为切入点,就风力发电的并网技术展开讨论,并且提出了电能质量的控制措施以供参考。

1风力发电并网技术

风力发电已经成为电能产业不可缺少的能源,风力发电的并网技术的研究对提高风能发电效率具有十分重要的作用。并网技术在风能发电中的应用可以提高电能的稳定性以及用电的效率。并网技术的核心应用原理是维持风力发电机组的电压与接入电压,现阶段,我国电能产业使用的并网技术有很多种,使用最广泛的技术主要有两种,分别是:同步风力发电机组并网技术以及异步风力发电机组并网技术,接下来,我们对这两种技术展开讨论:

1.1同步风力发电机组并网技术

同步风力发电机组并网技术,这类技术的应用原理是可以将风力发电机组与同步发电机组进行有效的融合,在确保工作正常进行的情况下,提高风电发电的性能,通过对有关的资料进行调查,同步风力发电机组的并网技术可以提高对风能的利用率,提高风能在发电机组中的应用效率。现阶段,市场上对同步风力发电机组的并网技术的使用范围较为广泛,这项技术在风能行业中的使用可以最大程度的提高发电的容量,带动相关的设备工作。除此之外,风速过大会导致发电机组产生过大的波动情况,影响机组的正常工作。为了提高相关工作的效率,技术人员应该将机组之间进行结合,分析电网以及发电机组之间的关系,最大程度的提高电网发电的质量。

1.2异步风力发电机组并网技术

异步风力发电机的并网技术。这项技术原则上与前一项技术有重大区别。主要是通过调整机组的运行,从而提高机组的转差率,提高相关设备的精度。这项技术在应用中还存在一些问题。主要表现为并网技术的不合理应用容易产生冲击电流。脉冲电流的存在也会增加电压,影响电压的安全性能。为了避免这种情况,相关技术人员通过查询相关数据,提出了提高磁路饱和性能和增加机组运行电流的两种方法。异步风力发电机组并网技术在风电行业的应用,可以有效地节省相关的运行过程,提高设备效率,增加发电量。此外,电流的传输也会对风力发电的质量产生一定的影响。相关技术人员应提高输电效率,促进相关产业的进步。

2风力发电并网技术和电能质量控制的有效对策

2.1做好谐波抑制措施

在进行风力发电并网技术的应用时,想要提高电能质量控制效果,可以使用静止无功补偿器抑制谐波。静止无功补偿器可以对谐波危害问题进行有效的抑制,这种补偿器主要是由电抗器,谐波过滤装置和多台可投切电容器等共同构成。静止无功补偿器的最大特征就是具有非常强的反应能力,可以对无功功率进行实时监测,还能够实时的调整由于风速不稳定导致的电压变化,从而实现将谐波完全的滤除,进而提高风力发电技术的应用,提升整体电网的电能供应质量。

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2.2有源滤波器的应用

要对电压闪变进行抑制,需在负荷电流发生急剧波动时,对负荷变化发生的无功电流进行实时补偿。现阶段,一般是采用有源滤波器,主要是由电力晶体管和可关断晶闸管构成,在一定程度上对负荷电流进行实时朴偿,同时由于该滤波器采用的是可关断的电子器件,能利用电子控制器替代系统电源,并且向电压负荷输出畸变电流,以此确保系统仅仅向负荷提供正弦的基波电流即可。有源滤波器设备优势突出,具有快速的响应能力、电压波动大、闪变补偿率高和补偿容量小的特征。其在运行方面稳定可靠,具有非常强的控制能力,对控制电压波动和稳定电压具有积极的作用。

2.3动态电压恢复器的应用

在中低压配电网中,有功功率的快速波动也会引起电压雷击的发生。为了解决这一问题,既需要补偿装置对无功进行补偿,也需要提供瞬时有功功率补偿。动态电压恢复器(DVR)是一种带储能单元的补偿装置。它的出现取代了传统的无功补偿装置。能量单元可以在ms级正常电压与故障电压差的情况下向系统注入电压,有效地解决了系统电压波动对用户的影响。动态电压恢复器可以在很短的时间内将电压传输给系统。它能有效地提高电能质量和动态电压。它是解决电压波动、谐波等动态电压质量问题的最佳途径。

2.4完善风电信息分析工作,强化并网管理

针对风电一体化,应建立风电信息统计分析平台,为企业和政府提供信息服务。建立风电信息统计分析平台,形成涵盖风电规划、前期、建设、并网、运营全过程的信息数据库,为公司提供准确、及时、公开、透明的风电信息服务,加强风电接入系统工程管理,确保风电并网输送。根据相关要求,做好风电接入系统管理。对大型风电基地项目,应提前开展风电场接入系统和送风工程前期工作;对地方核准的风电项目,应加强年度计划管理。重点加强风电并网管理,加快研究制定并网检测等配套规定,建立强制性并网认证和并网检测制度。加快风电并网检测能力建设,增加检测设备,建设检测人员,满足大规模并网检测的需要。通过进一步加强风电运行管理,加快风电预测功能建设,加强风电调度计划管理,加快建立风电场计划申报评估机制。

2.5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,更希望的是把发电场中的风力发电机组、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,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,都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也可以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。

结束语

风力发电技术日趋成熟,发电场的发电能力不断提高。虽然社会生产与电力资源之间的供需矛盾可以得到一定程度的缓解,但风电总量的增加对电网系统有一定的影响。一般来说,风力发电场大多建在人口稀少的地区,远离电网中心区域,需要承受的影响相对较小。配电网接入电网后,容易造成谐波污染和闪变问题。此外,风力发电的不稳定性也将影响电网的整体供电质量。因此,有必要加强对风力发电并网技术和功率控制策略的研究。

参考文献

[1]吕昶.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技视界,2017(28):131+139.

[2]徐明.刍议风力发电并网技术及电能质量的提升[J].绿色环保建材,2017(09):200+202.

[3]李昆.浅析风力发电并网技术及电能质量控制分析[J].应用能源技术,2016(11):49-51.

论文作者:周向武

论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期

论文发表时间:2019/11/7

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