对风力发电并网技术及电能质量进行控制

李勤径

(新疆龙源风力发电有限公司 新疆乌鲁木齐 830000)

摘要: 本文首先对风力发电并网技术进行简单介绍，重点分析风力发电机的并网及运行试验，在此基础上深入研究风电并网对电能质量的影响，希望通过本文的研究能够更加全面的掌握关于风力发电并网的技术以及运行试验的基本情况，同时也为后期更好的研究风电并网对电能质量的影响，有效提升并网质量提供参考。

关键词: 风力发电;并网;电能质量

1引言

近年来随着科学技术的不断发展，风力发电的研究也不断深入。同时随着传统能源的不断消耗，能源形势愈加紧张，风力发电受到人们越来越多的关注E。风力发电清洁无污染，而且能够持续利用，是理想的发电模式，国内关于风电场的建设规模也在不断扩大。但是由于风电场一般都是设置在比较偏远的地区，不能承受较大的冲击，而且发电量随机性比较大，在并网中也会对电网运行造成较大的影响。因此在现阶段加强对于风力发电并网技术以及电能质量控制的研究具有重要的现实意义，能够更加全面的掌握风力发电并网技术、试运行方案以及对电能质量的影响，从而更好的发挥并网技术的优势，降低风力发电并网对于电能质量的影响，全面保障电网的平稳运行，促进风电行业的健康发展。

2风力发电并网技术

风力发电最大的特点就是随机性比较大，发电量的大小受到自然风力的影响。而风力发电的并网要求输出的电压与电网系统中的电压在频率、相位等方面都保持一致。在风力发电场运行过程中，随着机组容量的增加，电网承受的冲击也会越来越大。这种冲击会对电力系统的电压以及机械部件造成比较大的影响，甚至会出现零部件损坏的情况。如果长时间处于这种冲击强度下，会对整个电网中其他机组的运行以及整个系统的运行安全造成影响，所以必须根据实际情况选择合适的风力发电并网技术。

2.1同步发电机组并网同步发电机的特点是同时输出有功功率和无功功率，而且发电机运行过程中的性能比较稳定，能够实现高质量的电能输出，这种发电机在其他模式发电中的应用也比较广泛。但是风力发电中风速的大小是人力无法控制的，这就会导致电机的转动处于极不稳定的状态，而且将风力发电机组并网电网中以后，调速性能比较差，当处于重载状态运行时容易出现无功振荡的情况，这也是同步发电机入网一直没有在风力发电并网中使用的主要原因。近年来随着电力电子技术的不断发展进步，这些问题逐渐得到解决，其中借助变频装置连接电网和电机就能实现平稳的并网。

2.2异步发电机组并网异步发电机组与同步发电机组不同，可以通过转差率的变化来调整机组负荷，没有太高的调速精度要求，而且也不用对设备进行整步操作，发电并网比较方便。在风力电机机组中使用异步发电机能够比较简单的实现并网操作，而且能够避免失步问题和无振荡情况的发生，保障电网平稳运行。但是由于异步发电机能够直接并入电网，容易对电网造成冲击，出现电压骤降的情况，会威胁到系统的安全。而且异步电动机并网需要从其他设备进行补偿，也容易引发电流过载等情况，威胁到系统运行的稳定性。

3风力发电机并网及运行试验

为了切实保障风力发电机的并网安全，需要对电网的并联运行进行全面的运行试验。

3.1软并网功能试验

软并网功能试验中需要借助双向晶闸管将电网与电机连接在一起。在电机运行过程中逐渐将风力发电机组的主轴的转速提高，当速度达到标准同步速度的95%左右的时候将并网的接触器开启。然后调整晶闸管的触发单元使导通角逐渐升高到180°，同时将速率调整到规定值，避免对电网造成冲击。经过一段暂态过程最后将旁路开关闭合。

3.2动态无功补偿装置测试

不同负载下的电容补偿的投切动作会有一定的区别，因此需要在不同的输出功率下对补偿投切进行测试。这里选择风电小发和大发两种极端工况进行测试。在小发工况下，母线的电压会达到所有情况下的最好水平，只能进行感性无功补偿试验。而在大发工况下，无功损耗会达到最大值，可以使用容性无功补偿试验进行测试。同时两种状态下的测试都要增加暂态下装置响应试验和稳态下无功控制试验作为补偿测试，这样能够比较全面的印证系统方案中选择的补偿控制策略的正确与否。

除此之外还要对风电机组进行低电压穿越能力测试试验以及电能质量测试试验等。

4风电并网对电能质量的影响

从上文的分析可知，风电并网会对整个电网的电能质量产生较大的影响。尤其是随着风电场发电容量的不断增加，机组并网运行的规模也会逐渐扩大，对电网电能质量的影响也会更加深远。其中风力发电自身特点导致的闪变和电压波动是影响电能质量的两个主要形式。

由于风电场的风力资源是不受人为控制的，在风电场机组运行过程中机组的输出功率也会出现较大的浮动并网以后就会对电能质量产生较大的影响。虽然现在的风电并网已经广泛选择软并网的方式进行联网，但是也难以避免在并网启动的时候出现较大的冲击。比如说并网时风速过大，超过标准的切出风速，这种情况下，风电场的风机就会退出运行。这种情况机会对配电网造成极大的冲击。而且在风电场正常运行过程中，风速也会出现变化，同时受到塔影效应的影响，风电场发电机组的出力状态也会产生比较大的波动，就会引起电压闪变。因此在风电场发电并网的过程中可以增设静止无补偿器、有源电力滤波器和动态电压恢复器等来消除抑制谐波、闪变以及电压波动等情况的出现。

5结语

通过本文的分析可知，风电场的发电并网技术对于电能质量有较大的影响。当前风电场的发电并网主要采用同步和异步发电并网两种方式，现在风电场的发电并网技术不够成熟容易出现闪变、电压波动等问题，在并网运行中要经过严格的测试实验才能更好的保障风力发电并网的效果以及电能控制的质量。未来随着风电场建设规模的不断扩大，风力发电会受到人们越来越多的关注，风力发电并网技术以及电能质量的控制要求也会愈加严格，这就要求风电场风力发电并网及电能质量控制人员不断加强对于并网技术的研究，制定更加合理的电能质量控制方案，更好的发挥风力发电的优势，促进风电行业的良好发展。

参考文献

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