风力发电并网技术及电能控制研究

赵亮

摘要：风能资源的可利用性极强，为了将风能资源有效利用，我国风力发电技术也不断的进行优化，推动了风力发电厂建设的步伐，完善了我国整体的电网技术系统。在此背景下，本文首先介绍了同步并网与异步并网两种风力发电并网技术。其后，探讨了谐波、电压波动等因素对风力发电质量的影响。最后，针对相关影响因素提出了行之有效的电能控制对策。

关键词：风力發电;并网技术;电能控制

引言：近年来，在煤炭资源日益枯竭、低碳理念深入人心的时代背景下，“如何用新能源代替部分传统能源，进而缓解社会整体供电压力”这一问题越来越受到社会各界的高度关注。基于此，将风能资源纳入到发电能源体系当中，并实现风力发电并网工程的优化建设，具有重要的现实意义。所以，我们有必要对风力发电并网技术及其能源控制要点进行探究讨论。

1风力发电并网技术

现阶段，我国主要是利用转化天然能量的方式来进行发电，这种方式不仅实现了可再生能源的合理利用，还丰富了我国电力资源的来源，并且发电技术已经发展的较为先进，主要包括风力发电、水力发电以及火力发电。在这之中，风力发电是一项重要的技术手段。具体来讲，现阶段风力发电并网技术主要有如下类型：

1.1同步并网技术

风力发电并网技术的最佳效果，就是实现风力发电机组与同步发电机组处在相同的工作步调。风力发电是借助风能资源发电的一种方式，由于其本身的特殊性，在发电的过程中会受到风向、风速以及风力等多种因素的影响，缺乏稳定性。在这种情况之下，发电的转子也会受到影响，呈现出不稳定的状态，导致出现风电并网调速与同步发电机的精度无法精准匹配的现象，容易引发失步情况的产生。相关的技术人员一直将风力发电同步并网的实现和推广视为工作的重点，并且已经收获了一定的成果，帮助风力发电及其运营工作实现高效化。

1.2异步并网技术

异步并网技术的含义是，将风力发电动力组与异步发电动力组进行结合，再将二者以一致的步调运转。相较于同步并网技术而言，这种技术在使用的过程中不会受到太多的限制，发电转子在运转的过程中，风电并入到电网系统中使用到的异步发电机的转速只要与发电转子处在一个相同的转动速度，就可以达成稳定的发电以及运行的目标，同时，这项技术的应用也有效避免了出现失步现象，发电和供电设备在运行时的稳定性也较强。不过，在实际的应用中，这种异步并网技术仍旧存在着一些问题，例如，一些区域在使用了这种技术之后，由于电压降低或冲击电流过大等现象的存在，导致整个风力发电的系统无法正常运行，甚至出现瘫痪的情况，为发电工作带来了风险。基于此，在应用这种技术时，首要任务就是要做好前期的准备工作，借助一些科学的手段，为异步风力发电机组的平稳运行提供保障。

2风力发电并网对电网质量的影响

2.1谐波影响

在风力发电系统并入到电网系统时，会产生不同程度的谐波。谐波的出现主要是由于以下两点：第一，在风力发电并网技术应用的过程中，会使用到一种逆变器，而这种逆变器在一定程度上会引发谐波的产生;第二，在接通风力电源之后，其在工作的过程中会形成一种谐波源，进而导致出现谐波。谐波的出现会为整个电网系统运行的质量带来不利的影响。除此之外，在当前风力发电并网的过程中，经常会使用到一种软并网技术，这种技术会导致出现过大的冲击电流，当外界的风速高于切出的风速之时，风机就无法维持在其设定好的处理状态，这会对整个电网结构的电能质量带来负面影响。

2.2电压波动与闪变

风力发电系统并入到电网中再进行发电时，会对电压造成一定程度的影响，例如，出现电压的波动与闪变。将风电并系统入到电网中时，如果此时配电变压器与连接位置之间相隔的距离较近，对于电网结构中电压的影响不大，电压闪变现象也不明显，但会对电流产生较大的影响，造成馈线周边的电压出现波动的情况，并且幅度较大。这对发电设备会造成较为严重的损害，进而导致运行状态出现异常。与此同时，在电网系统中并入风力发电系统之后，整个电网的电压也会增加，加之当前风力发电中使用的最为广泛的电机设备就是异步电机，在其正常运行时，就会在旋转磁场构建的过程中消耗掉大量的无功功率，并网之后就会增加电网整体线路的压降。

3风力发电电能控制的要点

3.1控制并网谐波

控制并网谐波是用来控制风力发电电能质量的一种科学方法，可以有效缓解在电网中并入风电系统所带来的负面影响，并且这种方法已经发展的较为成熟。一般情况下，可以在电网系统中安装一些静止无功补偿设备，这种设备可以对无功功率的状态及变化进行判断，并对其进行严密的追踪，在实际的使用中收获到的效果较好，精准度较高。与此同时，这种设备还可以对电压的起伏程度进行有效调节，以此来实现谐波的消除，为电网系统在并入风电之后，依旧可以维持在一个稳定的运行状态提供了保障。

3.2控制电压波动与闪变

在控制电压波动与闪变时，主要应用的是以下两种方法：第一，在电网系统中安装有源电力滤波设备。想要避免在风力发电并网技术应用的过程中出现电压闪变，就一定要在产生较大幅度的负荷电流波动之前，补偿由于这种波动带来的无功电流，实现负荷电流的补偿。在有源电力滤波设备中应用可关断电子设备零件，能够实现畸变电流向电压负荷传输;第二，在电力系统中安装优良补偿装置，这种装置的使用，可以帮助抑制电压波动，其本身所具备的可存储能量单元，可以补偿被提供出去的无功功率，减轻由于电压变动所带来的不利影响，实现电网电能质量控制的目标。

总结：综上所述，作为一种清洁能源，风能资源有着很高的利用价值，在当前我国普遍重视能源问题的环境之下，风力发电技术已经成为发电的一项主要途径，并且日趋成熟。尽管当前可以应用的并网技术收获了良好的效果，但仍旧有一些问题。为了降低并网对电网电能质量的影响，就要对已有经验进行科学的分析与总结，对风力发电并网技术和电能质量控制进行深入的研究，运用多种可行措施实现电网供电的高质量。

参考文献：

[1]王磊.浅析风力发电并网技术及电能控制[J].中国设备工程，2021（15）：187-188.

[2]刘卫阳.风力发电并网技术及电能控制分析[J].南方农机，2019，50（06）：139+168.