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风力发电并网技术与电能质量控制分析
摘要:在当前的物质生活水平状态下,人们对于电能的依赖性会越来越强,将导致用电量的需求不断增加。为了更好地迎合我国可持续发展战略要求,未来风力发电规模会得到更进一步的推进,而这其中风力发电并网技术所存在的各类问题将成为风力发电规模扩大化进程中的绊脚石,值得业界人士给予充分的重视。要根据目前的技术水平以及问题原因,通过采取设置控制器进行谐波控制以及抑制电压波动与闪变等措施来保障风力发电的质量,推动风力发电并网技术不断优化升级,为国家电力行业发展做出努力。
关键词:风力发电;并网;电能;质量控制
引言
为了降低风力发电对周边环境造成的不良干扰,许多风力发电厂都会建立在人烟稀少的偏远地区,既能够降低风力发电对居民生活的干扰,也能够更好的保障风能获取量,使更多的风力能源转化为电能。但是在这样的过程中,就会导致风力发电管理难度增加,稳定性上会受到许多自然因素的干扰。所以,为了保障风力发电的稳定性,提高风力发电效益,就必须对风电并网技术的应用进行不断完善,以此来保障风力发电质量,为我国能源结构优化做出贡献。
1风电并网对电网质量的影响
1.1 电网谐波
能够带来电网谐波影响的主要是来自新能源并网体系当中,例如光伏发电站和风力发电站。具体而言,电网谐波所造成的影响表现如下:一是在并网光伏电站运行的过程中,太阳光照发生变化时,就会导致光伏电站输出功率同步出现谐波间歇变化,导致谐波污染;二是风力发电厂内并网谐波主要来自风力发电机组中的电子装置,风力电场中并联补偿电容器以及线路电抗谐振作用。
1.2 电网频率
在电力生产系统内生产运行的过程中,很少会出现频率异常的状况。多年来,依据对并网光伏频率变化数据收集能够发现,即便是在光伏发电站容量不高的状态下时,也需要同时有很多台机组进行工作,而不受到电网频率限制的影响。但是在风力发电站内发电的容量占整个电网总量比例不断提高的过程中,整个风力发电机组随机性的影响会变得更为突出,风力发电的随机性就会导致整个风力发电站中的电网系统频率产生严重的波动,进而就会对电网系统的供电能力以及整个电网的正常运行带来诸多不利影响。对电力系统频率进行评估,发现以0.01~1Hz的功率波动会对风力发电电网系统造成最为突出的影响。
2风力发电并网技术
2.1 同步风力发电机组并网技术
同步风力发电机组并网技术是指风力发电机和同步发电机功能融合在同步运行的状态下,不仅可以同时输出有功功率,也可以为发电机组提供无功功率,这样可以使整个系统保持良好的稳定状态,在一定程度上优化电能质量。在我国电力系统中,许多电力系统多选择使用了同步发电机组。同步风电并网技术在发电中的应用还存在一些问题,即风速波动较大,导致转子转矩波动过大,这就会对发电机组的并网调速产生一定的影响,不能更好地保证发电机组并网调速的准确性。这就需要相关人员需要深入挖掘这一隐患,在电网和发电机之间正确安装变频器,以确保电力系统运行的稳定性,有效提高并网的整体质量。
2.2 异步风力发电机组并网技术
异步风力发电机组是指风力发电机与异步风力发电机进行功能上的结合。该机组体系不会对异步风力发电机有过高的精密度要求,只需要保障发电机转速与同步转速尽可能保持一致即可,而且异步风力发电机相关的管理装置也较为简便,实现并网后,整个体系运行状态比较可靠。但是异步风力发电机组并网存在着一定的技术缺陷,例如并网之后会面临较大的冲击,电流影响竟然导致电力运行可能存在安全隐患。针对以上问题,有关部门必须认真做好电力系统的监管,加强对各种问题的防范,确保异步风电机组并网运行的可靠性。
3 风力发电的电能质量控制策略
3.1 有效抑制谐波
谐波控制是控制风电质量的最重要策略。通过谐波治理,可以有效提高风力发电的功率稳定性,更好地保证电能质量。具体措施是利用静止无功补偿器对整个风力发电运行进行控制和管理。静止无功补偿器由电抗器和谐波滤波器组成。这种设备具有突出的优点。它不仅具有快速响应能力,而且可以实现实时监测,可以对整个电网系统的无功进行监测和管理。在风力发电系统中应用静止无功补偿器时,它还可以智能地调节电网中的电压变化。将根据静止无功补偿器获得的实时监测结果来执行工作行为。因此,它在谐波消除效率和减轻人类工作压力方面将具有更加突出的优势,可以为提高风力发电站的电能质量做出更大的努力。
3.2 有效控制闪变和电压波动
在质量控制中,需要注意电网系统中电压闪变所造成的负面影响,可以通过观察负荷电流波动情况来提前做好预防。工作人员根据电流的急剧变化,运用无功电流补偿措施,尽可能降低电压闪变所造成的负面影响,也可以使用有源电力滤波器对电流急剧波动变化进行干预。使用有源电力滤波器最明显的功能价值在于反应迅速、能力突出,能够适应各种类型的风力发电系统,而且可以在风力发电运行的过程中,可以维持整个电网系统的稳定性,使电网系统保持更好的控制效果,实现积极应对电压闪变问题的目的。如果风力发电系统中出现有功功率之中极速波动情况,会导致风力发电系统内出现电压闪变问题。在这样的问题状态下,针对补偿装置进行无功功率补偿能够发挥出良好的质量控制效果,必要的情况下,可以再针对有功功率进行适当的补偿。使用动态电压恢复器通过利用动态电压恢复器中的储能单元功能,将在更短的时间内向整个电网系统内输入电压,这样便可以提高缓解电压波动问题的效率。目前动态电压恢复器已经在风力发电行业内得到了广泛的普及,是当前风力发电电能质量控制过程中最为有效的手段和途径之一。但是无论是遇到怎样的电压闪变状况,都需要及时进行无功综合控制试验以及快速响应试验,通过提高工作的效率,来确定无功补偿控制策略,可以更好地满足解决问题的需求,实现最大功能价值的发挥。在进行试验的过程中,也需要针对SVG装置进行检测,要确保SVG装置能够保持稳定的运行状态。
3.3 强化并网管理
在风电并网中,需要建立风电信息统计分析系统,该系统涉及前期准备、建设、并网运行等信息数据库,为相关企业和政府提供高效、开放的风电信息服务。有关部门要确保风电并网和传输,即严格按照相关规范和标准对风电接入系统进行有效管理。结合自身实际情况,进行并网检测等配套标准和要求的有效制定,建立强制性并网认证和并网检测制度;要提高风电并网检测能力,尽可能配备足够的检测设备,提升专业检测人才队伍的素质,确保并网管理工作开展的合理性。
结束语
在当前的物质生活水平状态下,人们对于电能的依赖性会越来越强,将导致用电量的需求不断增加。为了更好地迎合我国可持续发展战略要求,未来风力发电规模会得到更进一步的推进,而这其中风力发电并网技术所存在的各类问题将成为风力发电规模扩大化进程中的绊脚石,值得业界人士给予充分的重视。要根据目前的技术水平以及问题原因,通过采取设置控制器进行谐波控制以及抑制电压波动与闪变等措施来保障风力发电的质量,推动风力发电并网技术不断优化升级,为国家电力行业发展做出努力。
参考文献
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