摘要：现阶段，能源问题已经成为了我国发展需要重点关注的内容，在人均用电量不断提升及人口数量的持续增加下，为满足我国用电需求，出现了较多不同的发电方式，其中风力发电由于自身可再生等优势应用较为广泛，不过其存在的不稳定性也在一定程度上阻碍了风力发电的发展。基于此，本文从风力发电的基本原理入手，重点探讨了风力发电并网技术与电能质量控制方案，希望为相关人员提供参考借鉴，助力我国风力发电并网技术良好。

关键词：风力发电;并网技术;电能质量控制中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-08-347

引言

为满足日渐提升的用电量需求，电网系统逐渐升级发展，风电发电厂容量也逐渐变大，通常情况下，风力发电厂位置多数为较为偏远的地区，不具备较强的抗冲击能力，因此，风电很容易使配电网面临电压闪变及波动、谐波污染等问题，此外，风电的随机性也会影响到发电与运行计划的制定，使电能质量受到影响，本文对风力发电并网技术及电能质量控制策略进行研究，具体如下。

一、风力发电的基本原理

对于风力发电而言，其基本的工作原理为：风力发电机组的应用下，会使风能向机械能进行转化。风力发电环节应用到的设备装置就是风力发电机组，主要包含三个部分，分别是塔架、机舱以及风轮。其中风轮装置可以将风能相机械能进行转化，主要由多个桨叶构成，在风的作用下，桨叶会发生转动，通常小型的风力发电机组发电效率较高，不过这种发电机组往往具备水平较高的系统[1]，其中包含变流器以及发电机。塔架、轮毂、机舱以及桨叶几个主要的风力发电机部分都有不同的作用，共同实现风力发电。风力发电机的偏航系统会依据机舱外面安装的测风系统所测风向，保证风轮获得风最大的作用力，确保机组正常工作。

二、风力发电并网技术

当前存在的风力发电机组并网技术中，主要包含两种技术类型，一种为同步风力发电机组并网技术，另一种为一步风力发电机组并网技术，分别对其进行分析，对于同步风力发电机组而言，实质上指的是风力发电机与同步发电机两者的结合。在同步发电机运行过程中，可以在输出有功功率的同时，提供无功功率，确保电力周波稳定，有效提升整体电能质量，所以，同步发电机被广泛应用于我国很多电力系统中。如何进一步提升风力发电机与同步发电机的融合效果，也成为了电力领域的重点研究内容。通常情况下，由于会有较为明显的风速波动，会导致转子转矩存在较大幅度的波动，会对并网调速造成不良影响，从而影响到同步发电机的正常运行。若并网后，相关工作人员并没有对上述问题进行充分的考虑，特别是重载运行时，会使整个系统面临失步现象或无功振荡问题。这一原因的存在，在一定程度上阻碍了同步发电机的大规模应用[2]，不过在变频装置的不断研发及应用下，以上问题被得以良好解决，使同步风力发电机组并网技术得以更好的发展。对于异步风力发电机而言，在调速精度上没有较高的要求，不需要整步操作以及同步设备，只要保证转速与同步转速不要相差太大即可，异步发电机与风力发电机融合后，整个控制装置结构较为简单，一般在并网后不会出现失步或无功振荡情况，整体运行具备较好的可靠性与安全性。但异步发电机机组并网存在一定的难度，会有较多问题需要解决。例如，若直接并网，很易出现大冲击电流，降低电压，从而影响到电力系统正常运行。此外，电力系统还会有无功补偿问题，若出现磁路饱和情况，会增加无功激磁电流，从而会导致功率因素明显降低，所以，若想确保并网后电力系统的良好运行，相关部门该应加大监督力度，制定出科学、合理的预防方式。

三、电能质量控制策略

1.有效抑制谐波的产生

谐波会对电能质量造成一定影响，而有效抑制谐波的产生能有效提升电能质量，通过静止无功补偿器的应用，能够达到谐波抑制的目的，这种设备主要组成部分包括谐波滤波装置、电抗器以及可投切电容器等，静止无功补偿器具备较多特点，响应速度快，可以实现对快速变化的无功进行跟踪补偿[3]，能够大幅度调节由于风速不稳定造成的电压变化，有效抑制谐波的产生，最终达到提升电能质量的效果。

2.有效控制电压波动与闪变

电压波动与闪变问题也是影响电能质量的关键因素，因此需要对其进行有效控制，具体可应用以下手段，首先，应用动态电压恢复器。在风力发电并入环节，如果存在较为明显的电压闪变问题，除了进行无功补偿外，还应实施有功功率补偿，这种情况下，为进一步改善电能并网质量，需要应用到动态电压恢复器，该设备自身带有储能单元，能够在有效控制电压波动的同时，有效抑制谐波以及闪变问题，可快速计算出故障电压与标准电压之间的差值，并在极短的时间内将故障电压恢复正常，从而保证电能质量。其次，应用有源电力滤波器。该设备与无源电力滤波器相比有更为明显的优势，能够主动降低既有大小及频率的谐波，可以有效抑制电压闪变，当负荷出现变化时，该设备可实现无功补偿与各次谐波相分离，在一定程度上将负载电流进行抵消[4]，从而有效控制电压波动。最后，应用其他补偿装置、统一电能质量控制器。并网环节，为实现电流、电压高质量运行，在补偿装置功能上有较高的要求，所以，可以应用其他补偿装置，并通过统一的电能质量控制装置，按照科学的方式方法将其连接，在双电流源控制、直接控制以及间接控制方式下，进行配电系统的谐波补偿，提升供电可靠性，对电压波动与闪变问题进行良好控制。

3.改善电能质量

对于风电并网运行而言，正弦波是其最佳的电能状态，不过在实际运行环节，因为受到多种因素的不良影响，产生的波形并不是真正意义上的正弦波。这种情况下会导致电能质量偏低问题的发生，因此，需要对影响电能波形的因素进行分析，还需要保证供电半径与无功平衡的合理有效。为防止超负荷、超载问题出现，应用的导线应与配电设备导线截面保持一致。除此之外，可以利用相应的调压方式，解决有载调压装置以及串联不畅等问题，最终改善电能质量。

四、风力发电并网技术发展前景

随着各类风力发电并网技术的不断发展，出现了较多的新型技术，在各种新型技术的有效应用下，能够有效控制风电机组电压及频率，节约风力发电成本，提升风电并网技术水平。例如，在风力发电并网技术未来发展下，会逐渐向降低电子变换能耗、增加风电利用率的方向迈进，并且，会在电子变速器的合理应用下，更好的满足变速风力发电系统不断更新的发展需求。针对于风电并网运行中存在的故障，可以利用无功动态补偿装置加以解决，同时通过利用不同结构系统的风电并网发电技术，确保风电场在不同环境下均可以良好运行。

结束语

总而言之，近年来风力发电并网技术得以不断发展，在各项先进电力电子技术的应用下，在一定程度上改善了电能质量，不过就当前风力发电并网技术而言，仍然存在一些问题，影响到了风力发电的大范围普及，后期工作中，需要将重点放在有效抑制谐波的产生、有效控制电压波动与闪变、改善电能质量上，确保风力发电并网技术作用更好的发挥，达到控制电能质量的目的，最终促进风力发电良好发展。

参考文献

[1]冯天一. 风电场并网对电网电能质量的影响分析[J]. 电子乐园， 2019（15）：0433-0433.

[2]韩彬. 风电发展与并网技术探究[J]. 化工管理， 2020， 000（002）：113.

[3]黄明煌， 王秀丽， 刘沈全，等. 分频输电应用于深远海风电并网的技术经济性分析[J]. 电力系统自动化， 2019， 043（005）：167-174.

[4]张强. 风力发电中的电能质量问题的研究[J]. 科技创新导报， 2019， v.16;No.502（34）：39-40.

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