電力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施

安宇

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要。風(fēng)能是潔凈的可再生可持續(xù)發(fā)展的綠色能源，采用風(fēng)力發(fā)電是受到大力倡導(dǎo)支持的，因此在我國(guó)的電力行業(yè)中占據(jù)的比例也越來(lái)越高。但是風(fēng)力發(fā)電目前存在的一些欠缺之處影響了其普及速度，還需要繼續(xù)發(fā)展與完善。如何提升風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量就是一個(gè)當(dāng)前急需研討的話題。本文就電力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能質(zhì)量;提升

引言

風(fēng)力發(fā)電為我國(guó)電能做了很大的貢獻(xiàn)，是其主要來(lái)源之一。但是，風(fēng)力發(fā)電廠的容量也隨著時(shí)代的進(jìn)步不斷增加，這對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的整體產(chǎn)生了一定的影響。風(fēng)力發(fā)電廠位置區(qū)域通常離供電網(wǎng)絡(luò)的中心處較遠(yuǎn)，而大多數(shù)會(huì)位于人口數(shù)量不多的區(qū)域，所以，承受的沖擊力不會(huì)過(guò)大。但是對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)行使用的過(guò)程中或許會(huì)導(dǎo)致配電網(wǎng)產(chǎn)生閃變或諧波污染等情況，并且風(fēng)力發(fā)電過(guò)程中也有可能受到發(fā)電隨機(jī)性的影響。因此，如何利用風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行電能質(zhì)量的控制也成為當(dāng)下各企業(yè)關(guān)注的方面。

1風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

1.1同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

實(shí)際工作狀態(tài)的同步發(fā)電機(jī)能夠同時(shí)形成無(wú)功功率并且輸出有功功率，周波因此能夠確保穩(wěn)定，因?yàn)槠渖傻碾娔苜|(zhì)量高，所以應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的幾率高，大部分企業(yè)都應(yīng)用著同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)。但同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)也存在著實(shí)際使用過(guò)程中無(wú)法有效控制風(fēng)速，難以保持穩(wěn)定的運(yùn)行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩，實(shí)際的并網(wǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)所需精度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩難以相符的問(wèn)題。與此同時(shí)，如果工作人員在并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)以后沒(méi)有控制其，有可能會(huì)出現(xiàn)失步或無(wú)功振蕩問(wèn)題，重載狀態(tài)下尤其明顯。應(yīng)用同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)的受阻主要問(wèn)題如上，而在電力電子技術(shù)迅速發(fā)展的今天，可以通過(guò)利用技術(shù)避免以上問(wèn)題，如在電機(jī)與電網(wǎng)中安設(shè)變頻裝置等。

1.2異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)另一方面是風(fēng)力發(fā)電動(dòng)力組與異步發(fā)電動(dòng)力組之間的相互融合與運(yùn)轉(zhuǎn)。與同步發(fā)電動(dòng)力組相比，異步發(fā)電動(dòng)力組更具有隨意性，并沒(méi)有太多設(shè)置條件進(jìn)行限制，且不注重精度的準(zhǔn)確性，只要轉(zhuǎn)子在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作中運(yùn)轉(zhuǎn)速度不要相差太大。但是，異步風(fēng)力發(fā)電動(dòng)力組與風(fēng)力發(fā)電動(dòng)力組之間的結(jié)合也會(huì)遇到困難，如二者之間的并網(wǎng)，因?yàn)椋舳咧苯舆M(jìn)行并網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生電壓下降、沖擊電流過(guò)大的現(xiàn)象，造成整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)困難。因此，可以通過(guò)對(duì)相關(guān)部門(mén)人員的積極調(diào)動(dòng)，使其加強(qiáng)嚴(yán)密監(jiān)管工作，來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而使危險(xiǎn)事故的發(fā)生率得到有效降低。

2風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)對(duì)電能質(zhì)量的影響

2.1引入諧波

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)往往會(huì)引入一系列的諧波，一般包括以下幾種可能：第一，風(fēng)力電源本身形成諧波源;第二，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)中應(yīng)用到的逆變器產(chǎn)生諧波，這些原因都可能產(chǎn)生較多的諧波引入，從而影響整個(gè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量。此外，目前大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過(guò)軟并網(wǎng)方式完成并網(wǎng)，在這個(gè)過(guò)程中，容易產(chǎn)生較大的沖擊電流，當(dāng)外界風(fēng)速超出切出風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)跳出額定處理狀態(tài)，嚴(yán)重影響并入電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

2.2電壓波動(dòng)和閃變

風(fēng)力能源屬于一種清潔的自然能源，利用風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行發(fā)電會(huì)造成對(duì)電壓的影響，易產(chǎn)生電壓的波動(dòng)和閃變。在對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)進(jìn)行連接的過(guò)程中，若連接位置與配電變壓器非常接近時(shí)，則此接入工作只會(huì)輕微地影響電網(wǎng)產(chǎn)生電壓閃變，但是接連位置與配電變壓器非常靠近時(shí)，則會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生較大影響，會(huì)造成饋線附近電壓的大幅度波動(dòng)，致使用于發(fā)電的用電設(shè)備受到損害，進(jìn)一步使其正常的運(yùn)行狀態(tài)受到影響。除此之外，由于接入了風(fēng)力發(fā)電，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓升高，特別是當(dāng)前用于風(fēng)力發(fā)電的電機(jī)較多的為異步電機(jī)，此發(fā)電機(jī)在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的構(gòu)建時(shí)會(huì)消耗大量的無(wú)功功率，這些功率的分布嚴(yán)重影響著整個(gè)電壓的情況，在利用并網(wǎng)技術(shù)對(duì)這些發(fā)電大規(guī)模進(jìn)行入網(wǎng)處理之后，就會(huì)消耗掉其中的一大部分無(wú)功功率，這會(huì)在一定程度上提高線路上的壓降。

3風(fēng)力發(fā)電電能質(zhì)量提高的方法及控制

3.1諧波的按捺

諧波的按捺需要用到特殊的設(shè)備，停止無(wú)功抵償器是目前運(yùn)用最廣的一種按捺諧波的設(shè)備，它是由電抗器、諧波過(guò)濾設(shè)備等組成的。之所以選擇用停止無(wú)功抵償器來(lái)按捺諧波，是因?yàn)橥Ｖ篃o(wú)功抵償器特點(diǎn)功能比較明顯，它有著強(qiáng)大的反響功效，可以時(shí)時(shí)刻刻監(jiān)測(cè)著無(wú)功的功率，實(shí)時(shí)調(diào)整改變了的電壓，將諧波完全過(guò)濾掉，這樣就能很好的保證和提高風(fēng)電發(fā)電電能質(zhì)量。

3.2抑制電壓的閃變和波動(dòng)

3.2.1加設(shè)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)設(shè)備以及優(yōu)良補(bǔ)償裝置

要想利用并網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的有效控制可以通過(guò)在系統(tǒng)中加設(shè)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)設(shè)備，并且還需添加更具有優(yōu)良特性的補(bǔ)償裝置。因補(bǔ)償裝置本身具有能夠儲(chǔ)存能量的單元，能夠在無(wú)功功率被提供出去的同時(shí)可以補(bǔ)償有功功率，所以，可以進(jìn)一步使電能質(zhì)量得到有效地控制與提升。

3.2.2添加有源電力濾波設(shè)備在系統(tǒng)當(dāng)中

實(shí)際工作中為了避免電壓閃變現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以再劇烈波動(dòng)負(fù)荷電流出現(xiàn)的時(shí)候，對(duì)因?yàn)樨?fù)荷變化導(dǎo)致的無(wú)功電流加以補(bǔ)償，使負(fù)荷電流得到及時(shí)補(bǔ)償?？申P(guān)斷電子設(shè)備是有源電力濾波設(shè)備中所用到的電子零件，因此系統(tǒng)電源可以用電子控制設(shè)備替換，向電壓負(fù)荷輸送畸變電流，使系統(tǒng)能夠確保把正弦基波電流只向負(fù)荷提供。有源電力濾波設(shè)備有著反應(yīng)速度快、電壓波動(dòng)范圍大、設(shè)備可靠性強(qiáng)，穩(wěn)定率高、閃變補(bǔ)償率高的優(yōu)點(diǎn)。

3.3提高電能質(zhì)量

正弦波是電能質(zhì)量所能達(dá)到的理想狀態(tài)，但是，由于系統(tǒng)中存在著一些影響因素，會(huì)導(dǎo)致電波的波形產(chǎn)生偏離，從而引發(fā)出電能質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)于目前的電能情況來(lái)說(shuō)，有很多城市都存在著電能質(zhì)量不高的情況，對(duì)人們的正常生活與工作均會(huì)造成影響，所以要加強(qiáng)對(duì)電能質(zhì)量的控制與改善工作的力度。在對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行改善的過(guò)程中：①要改善電功率因素，使無(wú)功就地平衡狀態(tài)得到有效確保，還需保證供電半徑的合理性;②要科學(xué)合理地選擇供電線路的導(dǎo)線截面，合理配置配電設(shè)備與變電之間的安排，避免在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)超負(fù)荷的情況;③要對(duì)調(diào)壓措施進(jìn)行合理適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，此過(guò)程中應(yīng)用到的變壓器加裝有安裝靜電電容器、載調(diào)壓裝置、同期調(diào)試相機(jī)或串聯(lián)不暢等，將以上所提到的措施應(yīng)用到實(shí)際工作中去均可以起到有效改善電能質(zhì)量的作用。并且，還應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)工作過(guò)程中的用電情況進(jìn)行相關(guān)的調(diào)查，從人們的用電情況中尋找對(duì)電能質(zhì)量造成影響的因素，并采取更具有針對(duì)性以及更科學(xué)有效的手段來(lái)對(duì)其進(jìn)行改善。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，科技的發(fā)展推動(dòng)了新能源事業(yè)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)將得到全面發(fā)展，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)容量的提升，其對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量產(chǎn)生的影響也會(huì)更加明顯，為提高風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性，相關(guān)單位要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究，有效處理諧波、電壓閃變以及波動(dòng)等問(wèn)題，進(jìn)而確保電網(wǎng)電能質(zhì)量，促進(jìn)整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

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