李勤徑

(新疆龍源風力發電有限公司 新疆烏魯木齊 830000)

摘要: 本文首先對風力發電并網技術進行簡單介紹，重點分析風力發電機的并網及運行試驗，在此基礎上深入研究風電并網對電能質量的影響，希望通過本文的研究能夠更加全面的掌握關于風力發電并網的技術以及運行試驗的基本情況，同時也為后期更好的研究風電并網對電能質量的影響，有效提升并網質量提供參考。

關鍵詞: 風力發電;并網;電能質量

1引言

近年來隨著科學技術的不斷發展，風力發電的研究也不斷深入。同時隨著傳統能源的不斷消耗，能源形勢愈加緊張，風力發電受到人們越來越多的關注E。風力發電清潔無污染，而且能夠持續利用，是理想的發電模式，國內關于風電場的建設規模也在不斷擴大。但是由于風電場一般都是設置在比較偏遠的地區，不能承受較大的沖擊，而且發電量隨機性比較大，在并網中也會對電網運行造成較大的影響。因此在現階段加強對于風力發電并網技術以及電能質量控制的研究具有重要的現實意義，能夠更加全面的掌握風力發電并網技術、試運行方案以及對電能質量的影響，從而更好的發揮并網技術的優勢，降低風力發電并網對于電能質量的影響，全面保障電網的平穩運行，促進風電行業的健康發展。

2風力發電并網技術

風力發電最大的特點就是隨機性比較大，發電量的大小受到自然風力的影響。而風力發電的并網要求輸出的電壓與電網系統中的電壓在頻率、相位等方面都保持一致。在風力發電場運行過程中，隨著機組容量的增加，電網承受的沖擊也會越來越大。這種沖擊會對電力系統的電壓以及機械部件造成比較大的影響，甚至會出現零部件損壞的情況。如果長時間處于這種沖擊強度下，會對整個電網中其他機組的運行以及整個系統的運行安全造成影響，所以必須根據實際情況選擇合適的風力發電并網技術。

2.1同步發電機組并網同步發電機的特點是同時輸出有功功率和無功功率，而且發電機運行過程中的性能比較穩定，能夠實現高質量的電能輸出，這種發電機在其他模式發電中的應用也比較廣泛。但是風力發電中風速的大小是人力無法控制的，這就會導致電機的轉動處于極不穩定的狀態，而且將風力發電機組并網電網中以后，調速性能比較差，當處于重載狀態運行時容易出現無功振蕩的情況，這也是同步發電機入網一直沒有在風力發電并網中使用的主要原因。近年來隨著電力電子技術的不斷發展進步，這些問題逐漸得到解決，其中借助變頻裝置連接電網和電機就能實現平穩的并網。

2.2異步發電機組并網異步發電機組與同步發電機組不同，可以通過轉差率的變化來調整機組負荷，沒有太高的調速精度要求，而且也不用對設備進行整步操作，發電并網比較方便。在風力電機機組中使用異步發電機能夠比較簡單的實現并網操作，而且能夠避免失步問題和無振蕩情況的發生，保障電網平穩運行。但是由于異步發電機能夠直接并入電網，容易對電網造成沖擊，出現電壓驟降的情況，會威脅到系統的安全。而且異步電動機并網需要從其他設備進行補償，也容易引發電流過載等情況，威脅到系統運行的穩定性。

3風力發電機并網及運行試驗

為了切實保障風力發電機的并網安全，需要對電網的并聯運行進行全面的運行試驗。

3.1軟并網功能試驗

軟并網功能試驗中需要借助雙向晶閘管將電網與電機連接在一起。在電機運行過程中逐漸將風力發電機組的主軸的轉速提高，當速度達到標準同步速度的95%左右的時候將并網的接觸器開啟。然后調整晶閘管的觸發單元使導通角逐漸升高到180°，同時將速率調整到規定值，避免對電網造成沖擊。經過一段暫態過程最后將旁路開關閉合。

3.2動態無功補償裝置測試

不同負載下的電容補償的投切動作會有一定的區別，因此需要在不同的輸出功率下對補償投切進行測試。這里選擇風電小發和大發兩種極端工況進行測試。在小發工況下，母線的電壓會達到所有情況下的最好水平，只能進行感性無功補償試驗。而在大發工況下，無功損耗會達到最大值，可以使用容性無功補償試驗進行測試。同時兩種狀態下的測試都要增加暫態下裝置響應試驗和穩態下無功控制試驗作為補償測試，這樣能夠比較全面的印證系統方案中選擇的補償控制策略的正確與否。

除此之外還要對風電機組進行低電壓穿越能力測試試驗以及電能質量測試試驗等。

4風電并網對電能質量的影響

從上文的分析可知，風電并網會對整個電網的電能質量產生較大的影響。尤其是隨著風電場發電容量的不斷增加，機組并網運行的規模也會逐漸擴大，對電網電能質量的影響也會更加深遠。其中風力發電自身特點導致的閃變和電壓波動是影響電能質量的兩個主要形式。

由于風電場的風力資源是不受人為控制的，在風電場機組運行過程中機組的輸出功率也會出現較大的浮動并網以后就會對電能質量產生較大的影響。雖然現在的風電并網已經廣泛選擇軟并網的方式進行聯網，但是也難以避免在并網啟動的時候出現較大的沖擊。比如說并網時風速過大，超過標準的切出風速，這種情況下，風電場的風機就會退出運行。這種情況機會對配電網造成極大的沖擊。而且在風電場正常運行過程中，風速也會出現變化，同時受到塔影效應的影響，風電場發電機組的出力狀態也會產生比較大的波動，就會引起電壓閃變。因此在風電場發電并網的過程中可以增設靜止無補償器、有源電力濾波器和動態電壓恢復器等來消除抑制諧波、閃變以及電壓波動等情況的出現。

5結語

通過本文的分析可知，風電場的發電并網技術對于電能質量有較大的影響。當前風電場的發電并網主要采用同步和異步發電并網兩種方式，現在風電場的發電并網技術不夠成熟容易出現閃變、電壓波動等問題，在并網運行中要經過嚴格的測試實驗才能更好的保障風力發電并網的效果以及電能控制的質量。未來隨著風電場建設規模的不斷擴大，風力發電會受到人們越來越多的關注，風力發電并網技術以及電能質量的控制要求也會愈加嚴格，這就要求風電場風力發電并網及電能質量控制人員不斷加強對于并網技術的研究，制定更加合理的電能質量控制方案，更好的發揮風力發電的優勢，促進風電行業的良好發展。

參考文獻

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