刘瑀
国能东北新能源发展有限公司 110013
摘要:随着社会经济迅猛发展,人们的生活水平不断提高,对能源的需求逐步增大,能源供应逐步呈现出了紧张的态势,环境问题越发突出,因此近年来社会关注焦点逐渐向可再生能源的开发利用领域转变。随着新能源发电技术的逐步成熟,风力资源的开发利用越发自如。但风电新能源的发展仍处于摸索阶段,有较大的发展空间,还需多措并举,逐步解决我国风电并网技术难题,以推动风力发电工程稳中求进。
关键词:风力发电并网技术 电能质量 控制措施
引言
当前我国发电技术不断进步,可以对天然能量进行有效应用,将其转化为电能,最终实现资源可再生,其发电包括了火力、水力和风力等多种发电技术,而风力发电属于我国应用最多的一种发电技术,风具有很强的可利用性。因此为了使风力能源得到充分利用,我国风力发电技术得到了快速的发展,对我国风力发电厂建设起到了极大的促进作用,同时积极影响了我国的整体电网技术系统。风力发电容易受到外界多种自然因素的影响,风力发电的随机性属于发电的主要影响阻力,所以就需要加强对风力发电技术相关问题的分析与研究,选择合理的方式解决其技术问题,进一步提升风力发电的电能质量。
一、风电新能源的基本特点概述
风电作为一种新能源,其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能,而风能是一种清洁的、可再生的能源,风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视,我国也正在大力开展风电建设。从世界范围来看,经过相关的计算表明,世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。我国的风能资源也非常丰富,可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW,我国目前风电装机超过2亿kW。风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源,风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用,例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区,都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。
二、风电并网技术探讨分析
(一)风电并网仿真技术分析
风电并网技术能够建立起一个模型对实际的风力发电系统的运行进行全过程的模拟,从而能够使技术人员对风电系统运行产生更直观深入的了解,以便于发现系统中存在的漏洞。目前我国有着多种多样的风电机组,不同的风电机组之间的特性也不同,所以对普遍适应性较强的通用模型建立是有很大难度的,同时大规模失控不确定性风电在末端电网中的集中接入问题,使目前仿真方法已经难以适应实际的需求。目前我国针对多种类型的风电机组,已经建立了超过150种不同型号的风电机组仿真模型,都是以实测参数作为主要依据,经过技术人员的计算,目前误差能够控制在15%左右,这使得我国风电并网仿真技术有了很大的发展,已经走在了世界前列,是我国大规模的风电并网仿真需求基本能够得到满足,对于我国的风电建设产生了很大的推动作用。
(二)电力调度技术分析
电力调度优化是提高风电并网稳定性的一种有效方式,优化电力调度要结合风电的功率预测结果开展,从而为风电并网系统的正常运行预留充足的空间,确保实现有效的风电并网消纳。我国目前采用的是一种基于时序递进的风电调度方法,是技术人员结合我国风电发展的实际情况及多年的运行经验所研制而出的,具有很高的科学性,这种调度方法能够针对风电系统在运行过程中的不确定性区间,最终实现对风电的合理调度。此外,我国还对风电优化调度系统进行了深入的研究与分析,对不确定性为风电系统造成的不确定影响进行不断降低,能够有效的保证风电系统的安全性和稳定性。
三、风力发电并网技术与电能质量控制策略
(一)加强风电项目工程管理,完善风电并网性能
风电项目工程对风电并网性能会造成很大的影响,所以相关的工作人员必须严格遵守风电项目工程的具体要求,深入到施工现场对风电项目建设的情况进行监督和管理,一旦发现存在问题或漏洞要及时指出并上报,分析出现问题的原因并制定科学合理的解决方案,能够有效提高风电工程的整体质量。风电项目工程管理是风电场前期重要的准备工作,其质量会对风电并网性能产生很大的影响,因此风电场要加强对风电项目工程管理的质量管理,以此来提高风电并网的整体性能,确保风电并网的稳定性。
(二)提升电能的质量
很多补偿装置都拥有提升电能质量的功能,可以有效控制风能发电过程中出现的电压波动和闪变问题。目前,常用的设备包括SVC有缘滤波器、动态电压恢复器等。从理论上讲,电压对闪变所导致的危害是有决定性作用的;电压波动主要与电网负荷量的变化和短路容量有关。如果电网短路容量是一定的,那么,如果电网中无功负荷存在剧烈的波动,就很容易导致闪变的出现,从而对电网的稳定性造成进一步的破坏。因此,为了能够对闪变进行有效的控制,就需要控制电压,所以,目前,方法是通过安装无功补偿装置,避免电网出现过于严重的波动,达到从源头上抑制闪变出现的目的。目前的APF设备使用了电子技术和信号处理技术,能够进行十分全面的谐波治理,设备自身就能够产生电网谐波和极性相反的电流,所产生的谐波可以达到低效谐波干扰的目的。还可以使用DVR技术,如果电网发生电压跌落的情况,就会迅速做出反应补偿电压,所以在风电产生波动或者闪变,也能马上做出补偿,保证电网的稳定。
(三)加强技术资金支持
由于风电场分布的地区偏远,与用电负荷中心的距离远,在远距离输电中,由于输电线路相对较长,会出现一定的电能损耗与资源浪费等问题。因输电线路引起的电能损耗问题,会不可避免地促使电压降低,无法确保电力系统在正常负载下运行。受低电压引起的感应电机温度升高的影响,用电设备的性能会降低、使用寿命会缩短。因此,在风力发电中可通过在变压器上设置开关的方式,解决电压过低与电能损耗的问题。电力行业的发展空间巨大,应当逐步加大风力发电系统的资金支持力度,以夯实电网设施建设的基础,推动电力行业规模化发展。除此之外,企业要在风电并网工作过程中,定期组织相关工作人员参与技术培训活动,使风电服务的整体质量可以明显提升。在企业开展技术培训活动时,要加强对风力叶片结构的讲解,重点关注风机故障诊断和维修等环节,还要要求相关工作人员注重风机的日常运行维护工作,对风机的叶片故障原因进行深入分析与研究,选择科学合理的故障诊断技术,及时采取有效的措施,对风机叶片故障进行有效解决。
(四)建立多能互补的方式
虽然风电新能源具有很多的优势,但是风电新能源也有一定的缺点,例如间歇性、不稳定性等,都会对电网的安全稳定造成一定的影响。所以为了解决这个问题,可以采用多能互补的方式,在条件较为成熟的地区可以采用风能、火能、电能等多种能源互补的方式,利用每一种发电方式的不同优点,互相补充,能够在很大程度上提高电网消纳风电、火电、水电的能力,从而提高发电厂的综合经济效益,使电网的整体运行稳定性和安全性进一步的提高。
结束语
在未来的电力生产中,风力发电并网技术会成为一种主要技术模式,同时我国具备非常丰富的风力资源,因此就需要我国对风机发电并网技术进行全面的分析与研究,逐渐提升并网技术水平,对发电机组进行合理优化,使现有的风力发电并网技术问题得到充分解决,对风力发电过程进行严格管理,从而为风力发电的电能整体质量提供保障。
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