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        風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制措施探討

        2018-01-09 14:30:22呂昶
        科技視界 2017年28期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)力發(fā)電措施

        呂昶

        【摘 要】本文對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)進行了介紹,其中主要介紹了同步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)與異步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)兩方面,并分析了兩種技術(shù)對電能質(zhì)量的影響,同時提出了控制電能質(zhì)量的方法,主要是閃變與抑制諧波以及電壓波動兩種方法。希望通過本文能夠幫助企業(yè)更好的應(yīng)用風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù),是企業(yè)能夠更好的控制電能質(zhì)量。

        【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);電能質(zhì)量控制;措施

        我國電能有火力、水力等多種來源,而風(fēng)力則是其中一種主要來源,隨著技術(shù)的發(fā)展,我國風(fēng)力發(fā)電廠的容量也因此增加,一定程度的影響了整體的電網(wǎng)系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電廠的分布主要集中在人口稀少的區(qū)域,通常原理供電網(wǎng)絡(luò)的中心區(qū)域,因此不會承受較大的沖擊力。所以導(dǎo)致了配電網(wǎng)容易出現(xiàn)問題,如閃變、諧波污染等。因為風(fēng)力發(fā)電具有隨機性的特點,會影響到發(fā)電過程,所以風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)變得越來越重要,如何控制好電能質(zhì)量是一個值得探討的問題。

        1 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

        選擇好合適的風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)對于企業(yè)來說十分重要,要求發(fā)電器輸出的幅值、電壓頻率及相位方面都需要與電網(wǎng)系統(tǒng)抑制。風(fēng)力發(fā)電在并網(wǎng)過程中,其對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊力會隨著風(fēng)力發(fā)電機機組整體容量的增加而上升,如果并網(wǎng)遭受到過大的沖擊力,電力系統(tǒng)的電壓值會因此下降,塔架、發(fā)電機等機械部分也因此會產(chǎn)生磨損,如果并網(wǎng)遭受較大沖擊的時間過長的話會不同程度的影響到其他掛網(wǎng)機組,系統(tǒng)甚至可能會被瓦解,所以選擇好合適的并網(wǎng)技術(shù)十分重要。

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

        實際工作狀態(tài)的同步發(fā)電機能夠同時形成無功功率并且輸出有功功率,周波因此能夠確保穩(wěn)定,因為其生成的電能質(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)電機組并網(wǎng)技術(shù)。但同步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)也存在著實際使用過程中無法有效控制風(fēng)速,難以保持穩(wěn)定的運行轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩,實際的并網(wǎng)過程中會出現(xiàn)同步發(fā)電機所需精度與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩難以相符的問題。與此同時,如果工作人員在并網(wǎng)實現(xiàn)以后沒有控制其,有可能會出現(xiàn)失步或無功振蕩問題,重載狀態(tài)下尤其明顯。應(yīng)用同步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)的受阻主要問題如上,而在電力電子技術(shù)迅速發(fā)展的今天,可以通過利用技術(shù)避免以上問題,如在電機與電網(wǎng)中安設(shè)變頻裝置等。

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

        異步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)與同步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)相比,不需要高精度的機組調(diào)速在實際工作中,不需要保持同步或是整歩操作與設(shè)備,基本保持轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速相同就可以實施并網(wǎng)。異步發(fā)電機與風(fēng)力發(fā)電機組相搭配具有著不需要復(fù)雜控制裝置的優(yōu)點,這得益于其只需要依靠轉(zhuǎn)差率便可以調(diào)節(jié)負荷的特點。其并網(wǎng)后不會出現(xiàn)同步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)那樣失步、無振蕩的問題,其運行時有著較強的可靠性,穩(wěn)定性高。但是異步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)也有一定的缺點:(1)大沖擊電流容易在工作人員直接進行并網(wǎng)操作時產(chǎn)生,導(dǎo)致電壓下降,不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。(2)系統(tǒng)需要工作人員補償一定的無功功率,因為異步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)自身無法形成無功功率。(3)同步轉(zhuǎn)速會隨著不穩(wěn)定系統(tǒng)頻率超過上限的同時相應(yīng)的加快,會使異步發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電動狀態(tài)由原來的自發(fā)電狀態(tài),而異步發(fā)電機電流也會因為不穩(wěn)定系統(tǒng)頻率值下降而大幅增加,過載現(xiàn)象也會因此產(chǎn)生。在使用異步風(fēng)力發(fā)電機組并網(wǎng)技術(shù)時需要有工作人員確保發(fā)電機組能夠一直處于穩(wěn)定運行的狀態(tài)。

        2 控制電能質(zhì)量的具體策略

        2.1 抑制諧波

        對電能質(zhì)量進行控制首先可通過抑制諧波來實現(xiàn),在系統(tǒng)中添加靜止無功補償設(shè)備,電抗器、可投切電容器等裝置使禁止無功補償設(shè)備中所包含的,其能夠確認無功功率有沒有出現(xiàn)變化,對變化狀態(tài)的無功功率加以跟蹤,具有反應(yīng)速度快,反應(yīng)及時的優(yōu)點。靜止無功補償設(shè)備能夠有效調(diào)節(jié)電壓起伏現(xiàn)象,如風(fēng)速不穩(wěn)定所導(dǎo)致的電壓起伏現(xiàn)象,最終達到消除諧波的效果,使風(fēng)力發(fā)電機組運行狀況不影響到電網(wǎng)電能質(zhì)量。

        2.2 抑制電壓波動以及閃變

        2.2.1 添加有源電力濾波設(shè)備在系統(tǒng)當中

        實際工作中為了避免電壓閃變現(xiàn)象的出現(xiàn),可以再劇烈波動負荷電流出現(xiàn)的時候,對因為負荷變化導(dǎo)致的無功電流加以補償,使負荷電流得到及時補償??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荷提供。有源電力濾波設(shè)備有著反應(yīng)速度快、電壓波動范圍大、設(shè)備可靠性強,穩(wěn)定率高、閃變補償率高的優(yōu)點。

        2.2.2 添加動態(tài)電壓恢復(fù)設(shè)備在系統(tǒng)當中

        可以添加動態(tài)電壓恢復(fù)設(shè)備在系統(tǒng)中在中低壓類型配電網(wǎng)的情況下,因為其同樣會發(fā)生電壓閃變問題在有功功率高速波動過程中。與此同時需要更加優(yōu)秀的補償裝置,補償裝置要在提供無功功率的同時能夠補償有功功率,因為補償設(shè)備自身帶有儲能單元,故可以使電能的整體質(zhì)量得到提升。

        2.3 改善電能質(zhì)量

        對于電能質(zhì)量而言,理想狀態(tài)為正弦波,但受一些因素的影響,波形會出現(xiàn)偏離,即產(chǎn)生電能質(zhì)量問題?,F(xiàn)階段,諸多城市中電能質(zhì)量都不高,影響人們的正常工作及生活,所以改善與控制電能質(zhì)量勢在必行。在電能質(zhì)量改善中,首先,針對電功率因素進行改善,確保無功就地平衡,需要注意的是供電半徑要確保合理;其次,供電線路導(dǎo)線截面的選擇,對變電與配電設(shè)備合理配置,避免超負荷運行;最后,適當設(shè)置調(diào)壓措施,如變壓器加裝有載調(diào)壓裝置、串聯(lián)不暢、安裝靜電電容器或同期調(diào)試相機等,上述措施實際應(yīng)用中,對電能質(zhì)量都具有改善作用。此外,在電力系統(tǒng)運行過程中,還需要對人們的用電情況進行調(diào)查,尋找影響電能質(zhì)量的原因,采取更有效、更具針對性的措施來改善電能質(zhì)量。

        3 結(jié)語

        在電力電子技術(shù)發(fā)展成熟的今天,電能的整體質(zhì)量可以通過利用電力電子技術(shù)控制風(fēng)電機組達到改善效果,促進我國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展。但我國風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)仍存在著問題,使風(fēng)力發(fā)電不能在各類發(fā)電企業(yè)中廣泛應(yīng)用,各個發(fā)電企業(yè)還需要大力研究風(fēng)能,提升風(fēng)能發(fā)電的效率,使我國風(fēng)力發(fā)電水平得到提升,豐富我國的電力資源,促進整個電力行業(yè)的未來的發(fā)展。

        【參考文獻】

        [1]李昆.淺析風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制[J].應(yīng)用能源技術(shù),2016,14(11):49-51.

        [2]樊裕博.風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制策略[J].科技傳播,2015,7(21):43-44.

        [3]魏巍,關(guān)乃夫,徐冰.風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及電能質(zhì)量控制[J].林電力,2014,42(05):24-26.

        [4]齊潔,常耀華.對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與其電能質(zhì)量控制策略淺論[J].企業(yè)研究,2014,16(02):153.

        [5]常耀華.對風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與其電能質(zhì)量控制策略淺論[J].電子制作,2014,24(01):266.endprint

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