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风力发电并网及电能质量控制的相关探讨
摘要:目前风力发电已经成为了我国电力的主要能源之一,随着电厂容量的增加,电网系统也受到了一定的影响。本文分析了风力发电及其并网技术,剖析了风电场对于电能品质的影响,依据技术规范给出了风电场电能品质评价经济指标及公式。谐波电压、电压波动和闪变的计算方法和程序。 我们根据风电场的实际数据描述了上述评价方法的具体实施步骤。 风电场并网后,为电能质量的评估和计算提供了参考依据。
关键词:风力发电;并网;电能质量
引言
如今,技术无国界,电气控制技术在风电行业越来越受欢迎。近年来,国家政策措施推进新能源建设,风电相关建设项目逐渐发展。但是因为风电行业是一个相对繁杂的行业,电控技术在风电行业中的重要性将凸显,以获得高效率的收益。风能是一种新型能源,如何提高风电的整体效益必须慎重考虑。可见,研究风力发电电控技术的发展对我国当前的新能源发电具有重要意义。在众多发电方式中,风力发电不如其他方式可靠,且因受周边环境比如大气压力、环境温度、光照等等自然要素的影响很大。因而,在展开风能发电时候,应该考虑怎样降低自然要素对于发电的影响。风电效率的一个重要考量经济指标是风能利用效率。目前,一些大型风力发电机叶片制造商将发电机叶片直径设置为60-100 m,可以最大限度地利用风能。此外,风力发电周边环境十分恶劣,无法应由专业工作人员及时展开现场监测,难以达到预期实际效果。为促成对于风力发电的合理监控,应当高度重视对于风电电网控制的远程监控。
一、风力发电及其并网技术
1.风力发电技术
风力发电机主要包括风力发电机、永磁同步发电机、功率变换器、测控系统等。 风力发电的基本原理是风力发电机中的风力发电机可以收集和吸收风能,在这个过程中,外界风以恒定的角度和速度作用在叶片上,促使桨叶产生旋转力矩,促成风能与机械能的转换。之后,这部分机械能应由永磁同步电动机转换为电能,电动机输入的电能也应该电网数字化转换器输出并联电网,为市电提供辅助电源。
2.异步风力发电并网技术
与同步风力发电并网技术不同的是异步风力发电并网技术,即将异步发电动力组和风力发点动力组组合在一起运行。异步风力发电技术在应用方面优于同步风力发电并网技术,没有太多限制。精确达到同步电动机的精确度,无需风而是网调速只要电动机转子在运行,风而是网调速异步电动机的转速可以在一定程度上可调和恒定。当然,有优点的地方也有缺点。风力发电机和异步风力发电机并网时,极有可能出现过大涌流、电压降等意外情况,使整个运行中的风力发电机系统瘫痪,谨慎风险。解决异步发电机不易并网、不易有效避免危险危机的问题。我们如今会做的就是增强对于而是网异步风力涡轮机运行的监督。与此同时,应该踊跃谋求技术创新及突破,从本源上消弭安全隐患。
二、风力发电并网电能质量控制策略
1.有效抑制谐波
静态无功补偿器可用于抑制并网风力发电中的谐波损害。典型的静态无功补偿器包括可切换电容器、电抗器和谐波滤波装置。 采用静态无功补偿器的优点是响应速度快,可以实时追踪而是网之后无功功率的变动,大幅调控气温不太稳引发的电流不太稳,有效吸附及改善谐波。电网的电能质量保证了电网的可靠运行。
2.规范闪变与电压动摇操控
除影响风能发电电能品质的谐波能量外,电流闪变还是影响电能品质的主要成份。有响应电压闪变的器件,目前主要采用有源电力滤波器。 当出现电压闪变时,负载电流开始波动,充分利用了电源滤波器响应敏捷、补偿容量小、超高安全性和稳定性的特点。 在这种情况下,无功电流补偿非常有效,因为它可以非常强烈地控制振荡电压。
3.应用有源电力滤波器
使用有源电力滤波器是抑制电压闪络的有效手段,当负载变化时,实时补偿无功电流,有效稳定电流波动。 有源电力滤波器的主要结构包括功率晶体管和关断晶闸管,大部分是可以关断的功率器件,可以用电子控制器代替传统的供电功能。一个正弦基极电流。有源电力滤波器不仅响应快,而且对电压闪变进行快速补偿,有效控制电能质量,减少电压波动,保证电网的稳定可靠。
4.并网电流控制
滞后带宽用作将电压跟踪偏差限制在带宽内,电压跟踪偏差是否高达滞后带宽决定了变压器的开关状态。该类谋略处理速度快,稳定性低,输入而是网电压中没有特定天电压,易于硬件元件促成。然而,控制开关频率不太固定,可靠性高,那使逆变器及输入滤波器的设计愈加麻烦。根据开关频率难题,给出了一种改良的定频滞环电流控制算法,首先对于线电压空问矢量的复平图形展开划分,然后通过控制各区域的线电流来调整磁滞。这种方法的主要优点是无需构建额外的模拟电路就可以可靠地控制开关频率,但是在单独控制每相电流时,您仍然需要对开关进行去耦计算。已经提出了一种动态调谐的自适应迟滞控制策略。仿真结果表明,该策略可以实现恒定的开关频率而且在开关频率处在比较低状态时仍然会保障幅值电压的品质,但是应该一种谋略。它们依托电气工程参数源自适应地改变滞后间距。无差拍控制是一种鉴于元件分析模型的控制办法,具备动态响应难、定位精度低、系统设计调试单纯等等优点,但是存有推迟大、依赖准确的元件分析模型及准确的元件参数值等难题。应用电压观测器来预估电压是解决延迟难题最为常用的办法。给出了一种采纳前馈端口的无差拍控制措施,消弭了电容电压采样的硬件工序,但是因为加入了预估状态观测器,增多了系统成本。给出了一种强劲的输出功率前馈预估无差拍控制办法,通过先进控制促成电网同步,不仅改善了不足,而且减少了电感偏差对内环控制的影响。
结束语
总而言之,科技的发展将推动新能源产业的发展,风电技术将得到充分发展。 随着风电机组并网容量的增加,电网对风力发电质量的影响将更加明显。必须有效处理谐波、电压闪变和波动问题,确保电能质量。
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