风力发电并网技术与电能质量控制要点探讨

发表时间:2021/6/25   来源:《当代电力文化》2021年第6期   作者:刘文超
[导读] 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
        刘文超
        国家能源集团宁夏龙源新能源有限公司 宁夏回族自治区银川市 750004
        摘要: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,对我国风力发电场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。
        关键词:风力发电;并网技术;电能质量;控制要点
        1风力发电并网的必要性
        传统发电,就是指通过运用燃烧燃气或者燃煤,将热能转化为动能,最后转化为电能,在以上过程中会产生对环境造成严重污染的碳氧化合物与氮氧化合物,同时在对传统发电造成的二次污染进行处理时需要投入非常高的费用。与水能发电、太阳能发电相同,风力发电也属于绿色自然能发电,不会排放任何污染物质,非常清洁,有效保证我国经济绿色可持续发展。此外,中国有非常丰富的风能资源,具有显著的风能发电优势,在最近几年中,我国风能发电量呈不断快速上升趋势,有效推动了我国社会的可持续发展。实际上,针对风力发电形式,它是自行成网,不会向电网系统中进行接入,通过有效结合水利发电与风力发电,有助于偏远地区供电需求的满足。不过,目前离网型风电形式的优势并未得到充分的发挥,所以风电并网是重要发展趋势。风力发电不但能够有效保护环境,而且风力发电并网技术施工工期较短、占地面积少,有助于智能化电网管理的实现。另外,通过运用风力发电并网技术,能够有效支撑与补偿风力发电场的电网,进而能够更好地利用风能,有助于洁净能运用价值的提升。
        2风力发电并网技术分析
        2.1同步风电机组并网技术
        同步风电机组,即是同步电机与风电机组结合产生的,在机组运行时既可保证有功功率输出还能提供无功功率,并且还能有效地确保电能质量,因此在我国风电系统中应用越来越广泛。目前,我国很多专家正在深入研究同步发电机与风力发电机的有机融合方法。一般来说,风速波动较大会导致转子转矩发生波动,无法满足机组并网调速精度。在融合同步发电机、风力发电机以后,如果未对以上问题进行充分考虑,尤其是在较大荷载条件下,电力系统极易发生无功振荡现象或者失步现象。以上问题导致同步风电机组广泛运用受到影响,随着变频器装置广泛的运用,该问题得到了有效解决。
        2.2异步风电机组并网技术
        异步风电机组,即是异步发电机与风电机组结合产生的。异步风电机组的转速只要与同步发电机组的转速差不多即可,它对精度的要求并不高。另外,异步风力发电机的控制装置并不复杂,且能可靠、安全地运行。不过,异步风电机组并网技术同样也会产生许多问题,如在并网之后极易出现比较大的冲击电流,造成风电机组电气安全隐患。还有磁路饱和现象,会导致励磁电流增加使系统功率降低。故应对异步风电机组加强运行监督,做好有效预防才能更好地保证异步风电机组并网运行的安全性。针对调速精度,异步风电机组对其并未提出较高的要求,只要风力发电机组转速与同步风电机组转速差不多即可,不需要进行整步操作与同步设备。但异步风电机组并网较为复杂,需要解决较多问题。故电场运行部门要做好监督工作,制定有效预防措施,以确保风电机组并网运行的可靠性与安全性。
        3风电电能质量控制要点分析
        3.1对机组设计进行改进
        针对风力发电,不但要高度重视风力发电机设备自身问题,而且需要有效连接不同环节,包括变电设备、SVG、输电线路、风力发电机组等。

从设备生产商角度来说,风机是一个完整、独立的系统,而从人们大众角度来说,风电机组是整体系统中的一部分,不管是系统的可靠性还是设备的可靠性,均需要考虑管理层面与技术层面,应从整体角度来考虑采取何种措施方可保证可靠性。为确保风电场预期收益目的的实现,在当前风电场投资经济模型中选用的风电机组一定要便于运输、自重轻、体积小、效率高、安全吊装。在无需增加额外的风电场投资条件下,便能够对用电成本进行有效降低,对发电量进行有效提高。与此同时,随着技术路线变得越来越多样化,对风电机组技术起到有效推动作用。综上,针对我国风电行业未来发展,需要高度重视:一是提高风能转化率;二是提高风电机组单机容量;三是提高机组环境适应力;四是提高叶轮捕风能力。作为风电公司,对机组设计进行改进,提高设备的可靠性。
        3.2重视风电机组的叶片故障诊断技术
        风电企业在进行风电并网工作时要严格培训技术工作人员,提升风电服务质量。风机的运行维护、机组损伤维修、风机故障缺陷诊断、风机叶片结构是培训重点内容。邀请专家到现场与技术人员就风机叶片缺陷修复问题、风机叶片分级分类问题、风机叶片缺陷的辨识等问题进行讨论指导。风电企业应重视现场技术人员的技术培训,提高创新和运用风力发电技术的能力,从而确保电力生产效率、生产质量的提高。
        3.3对风电信息分析工作进行完善,提高并网技术管理强度
        在风力发电并网技术中,给政府与企业提供优质信息服务,需要构建完善的风量发电信息统计分析平台以及全过程信息数据库。做好风电接入系统管理工作,提高并网技术管理强度,严格按照要求输送风电并网。针对获取地方核准的风电项目,需要对并网配套规定进行深入研发与编制,提高强风电并网技术管理强度,制定完善的年度管理技术,增加测试设备,制定并网监测制度与强制性入网认证制度,建立完善的风电功率预测功能等。
        3.4对电网智能化进程进行不断推进
        针对风力发电并网会冲击电力系统问题,在设计电网过程中,如果对风力发电机组的影响予以忽略,则极易造成继电保护装置出现误动现象,进而会对电网运行的稳定性造成严重影响。此外,在电网中融入风力发电机组以后,便会出现闪变、谐波问题,且会带来极为明显的消极影响。而将智能化设备融入电网中后,则能够有效解决以上问题,有助于风电系统稳定性的提高,促使风电并网能够更为通畅的运行。在我国电力行业发展中,智能化电网建设是一种必然趋势,通过建设智能化电网,能够有效转移窝电,能够将偏远地区的风能电力成果转移至用电需求更大的地区,降低资源浪费。
        3.5对电能消纳水平进行提高
        电能消纳水平深受电网供电可靠性高低影响。当前全国电网智能联网尚未实现,如果地方用电量低于发电量,会出现窝电现象,风力发电并网技术会遭受窝电的阻碍影响,由于本地区通过利用燃气发电、燃煤发电就能够满足人们对电能的需求,就不会选用风力发电方法,闲置风力发电设备,造成资源浪费。在地区经济建设过程中,通过提高电能利用率,从而提高电能消纳水平。不过由于电能消费是有偿的,消费能力在价格影响作用下会受到一定的抑制作用,这种情况下,需要对本地经济发展实际进行深入考虑,并以此为依据,对价格进行有效调整,所以在电力市场中引入灵活的市场消费机制,能更好地刺激地区电能消耗,提高清洁能源发电使用率,并有助于地区环境的改善。
        结束语
        在未来我国电力生产中,风力发电并网技术是一种重要的技术模式,通过运用风力发电并网技术,能够有效改进与优化其他相关技术的运用。在运用风力发电并网技术过程中,相关部门需要对风力发电并网技术进行不断完善,同时对设备质量进行不断提高,进而有效提高风电的电能质量。本文对风力发电并网技术与电能质量控制要点进行了深入研究,以期加深人们对风力发电并网技术的了解与认识。
        参考文献
        [1]周利鹏.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技创新导报,2018,36
        [2]梁佳斌.风力发电并网技术及电能质量控制对策分析[J].电工技术,2018,12
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