王鳳軍

摘 要 在新時(shí)期經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的環(huán)境下，風(fēng)電廠的發(fā)展逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，風(fēng)電場的規(guī)模也在擴(kuò)大，相應(yīng)的，風(fēng)電場中接入電網(wǎng)容量也在上升。在這種情況下，人們對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行也有了更高的要求。

關(guān)鍵詞 風(fēng)電場;光伏電站;無功補(bǔ)償

隨著近幾年來城市化進(jìn)程的不斷加快，能源短缺問題成為人們在關(guān)注的熱點(diǎn)問題。近幾年，能源的短缺問題愈發(fā)嚴(yán)重，針對這種情況，更多的科學(xué)人員開始研究新的能源補(bǔ)給，而風(fēng)能已經(jīng)成為了現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的新能源，電廠的發(fā)電也由傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電變?yōu)榱孙L(fēng)力發(fā)電。而采用風(fēng)能作為發(fā)電的原動(dòng)力，不僅實(shí)現(xiàn)了對于資源的充分利用，而且減輕了燃煤發(fā)電對環(huán)境產(chǎn)生的污染，達(dá)到了環(huán)保節(jié)約的效果。雖然風(fēng)力場電網(wǎng)電能的輸送比例在不斷增加，但是并網(wǎng)方式對于電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來的影響也變得更為明顯，對風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生用了更加明顯的制約。針對這種情況，相關(guān)科研人員進(jìn)行了深入的探究和分析。

1 風(fēng)電場并網(wǎng)對于電網(wǎng)電能質(zhì)量影響的分析

1.1 對于電網(wǎng)頻率影響

隨著近幾年來風(fēng)電廠建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)輸?shù)碾娔苜Y源也在不斷增多。但是在運(yùn)輸?shù)倪^程當(dāng)中，功率和波動(dòng)的影響對于電網(wǎng)的頻率產(chǎn)生了更加明顯的威脅，一旦電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)遭到干擾電網(wǎng)的電電壓便會迅速下降，甚至可能會使性能比較差的風(fēng)電機(jī)組停止運(yùn)行，這樣的話就對整體的風(fēng)電場并網(wǎng)電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成很大的影響。除此之外，考慮風(fēng)電運(yùn)行輸電波動(dòng)隨機(jī)性，在無風(fēng)或者風(fēng)速較低的情況之下電網(wǎng)頻率就會不斷下降，對于整體的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定運(yùn)行帶來十分不利的影響。因此，相關(guān)工作人員就需要切實(shí)增大電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的容量，使整體的運(yùn)行效果更好。

1.2 對電網(wǎng)沖擊影響

基于現(xiàn)在的實(shí)際運(yùn)行情況，風(fēng)電場在運(yùn)行的過程當(dāng)中使用頻率最高的發(fā)電設(shè)備就是異步電機(jī)，并且在進(jìn)行操作的過程當(dāng)中只有滿足速度同步的條件才能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)。但是，異步電機(jī)在使用過程當(dāng)中也存在著一定的問題，比如說因?yàn)楫惒诫姍C(jī)缺少相對的獨(dú)立勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，在并網(wǎng)前電壓會全部歸零，如果想在并網(wǎng)后達(dá)到以更加穩(wěn)定的電壓狀態(tài)，就需要一個(gè)調(diào)試過程。此外，如果風(fēng)電機(jī)的并網(wǎng)處于一個(gè)容量比較大的系統(tǒng)當(dāng)中，沖擊電流對電網(wǎng)的運(yùn)行帶來的影響就較小，但是如果風(fēng)電場的并網(wǎng)處于一個(gè)容量較小的系統(tǒng)當(dāng)中，形成的沖擊電流就會對整體的電網(wǎng)電壓產(chǎn)生非常大的影響，甚至?xí)霈F(xiàn)電壓驟停的情況，對于整體的設(shè)備使用帶來非常不利的影響[1]。

2 控制策略

2.1 靜止無功發(fā)生器簡介

靜止無功發(fā)射器是建立在瞬時(shí)無功功率概念基礎(chǔ)之上，配合逆變電路而實(shí)現(xiàn)的一種無功補(bǔ)償。這種的逆變電路由門極可關(guān)斷晶閘管組成，在進(jìn)行使用的過程當(dāng)中調(diào)節(jié)晶閘管的角度，從而實(shí)現(xiàn)對于電路的控制。

2.2 控制策略

變流器的逆變電源是我們在進(jìn)行靜止無功發(fā)生器操作過程當(dāng)中所采用的直流側(cè)電容電壓。如果整個(gè)系統(tǒng)電壓處在一個(gè)穩(wěn)定的情況之下，我們就可以通過對于控制器逆變器的調(diào)整來影響無功電流最終的大小，從而通過對于逆變器的輸出來實(shí)現(xiàn)整體供電系統(tǒng)輸出的調(diào)整。

2.3 電流直接控制

電流直接控制是對無功電流進(jìn)行直接的控制，在實(shí)際的操作過程當(dāng)中，靜止型無功發(fā)生器可以根據(jù)自身的控制算法來調(diào)節(jié)自身的無功電流值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償，在進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)倪^程當(dāng)中，不需要測量交流電壓基波的相位和幅值。在進(jìn)行電流直接控制的過程當(dāng)中最常用的技術(shù)就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，在進(jìn)行控制的過程當(dāng)中，基于脈沖寬度調(diào)的技術(shù)，我們可以直接測量無功電流，并且對其進(jìn)行控制[2]。

3 系統(tǒng)控制

3.1 靜止無功發(fā)生器

系統(tǒng)可以安裝兩套無功設(shè)備，容量不同，分別在不同的母線上。兩臺無功補(bǔ)償設(shè)備可以通過母聯(lián)開關(guān)進(jìn)行連接，整個(gè)設(shè)備的主要成分包括控制器模塊脈沖輸出及放大電流。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，我們需要對無功發(fā)生器模塊和主控器進(jìn)行對比和選擇。靜止無功補(bǔ)償器主要是由電壓型和電流型兩種，由于電壓型的補(bǔ)償效果和相應(yīng)的指標(biāo)都比電流經(jīng)要好，所以我們在進(jìn)行選擇的過程當(dāng)中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。對于功率模塊，我們在進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)備的安裝過程中選用兼具不同性能的模塊。對于控制器，我們可以選擇信息處理技術(shù)和抗干擾能力更強(qiáng)的芯片。

3.2 硬件電路設(shè)計(jì)

靜止無功發(fā)生器的控制是本次研究過程當(dāng)中所涉及的無功發(fā)生器的控制核心，它的主要任務(wù)是用來控制相應(yīng)的目標(biāo)控制值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而確保電網(wǎng)的運(yùn)行情況正常，并且計(jì)算無功補(bǔ)償設(shè)備的實(shí)際無功功率。在進(jìn)行輸出過程當(dāng)中所采用的控制信號是一種觸發(fā)信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無功裝備輸出電路的通斷，進(jìn)而完成最終的無功補(bǔ)償。

4 結(jié)束語

我們在進(jìn)行實(shí)際操作過程時(shí)，應(yīng)當(dāng)對于整體的技術(shù)體系和實(shí)際操作過程中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，從而確保無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)勢可以得到發(fā)展。除此之外，我們還應(yīng)當(dāng)不斷完善現(xiàn)階段采用的無功補(bǔ)償技術(shù)和電氣自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)而推動(dòng)我國整體電氣自動(dòng)化技術(shù)和無功補(bǔ)償技術(shù)更加全面的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，真正的解決我國能源緊張的問題，帶動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使我國整體的經(jīng)濟(jì)水平得到提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 任繼光.大型并網(wǎng)風(fēng)電場和光伏電站內(nèi)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用技術(shù)探討[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017，（3）：48-49.

[2] 鄭海濤，鄭昕，吳興全，等.大型并網(wǎng)風(fēng)電場和光伏電站內(nèi)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用技術(shù)分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42（16）：149-154.