风电场并网对电网电能质量的影响探讨

风电场并网对电网电能质量的影响探讨

宋常健

新疆风能有限责任公司运营中心 新疆 乌鲁木齐 830011

摘要：在大型风力发电设备的运行过程中，风力通过轮叶不断驱动轮毂旋转，将风能不断转化为机械动能。然后机械动能被风力发电机转化为电能。通过变频器接入电网，最终实现为电网送电。但是，风电场并网后，会对电网的电能质量产生一定的影响。有必要对影响内容进行分析，找出最终的影响因素。

关键词：风电场并网；电网电能；质量影响；策略

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厂的电网，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风电电能质量控制要点分析

2.1对机组设计进行改进

对于风力发电，我们不仅要高度重视风电机组设备本身的问题，还要有效地连接不同的环节，包括变电站设备、SVG、输电线路、风电机组等，从设备制造商的角度来看，风电机组是一个完整的、独立的系统，而从公众的角度来看，风电机组是整个系统的一部分。无论是系统的可靠性还是设备的可靠性，都需要从管理水平和技术水平两个方面来考虑，从全局的角度来看，应该采取什么措施来保证可靠性。为了保证风电场预期收益的实现，在当前风电场投资经济模式中选择的风电机组必须具有运输方便、重量轻、体积小、效率高、吊装安全等特点。在不增加风电场投资的情况下，可以有效降低用电成本，提高发电效率。同时，随着技术路线的日益多样化，对风力发电技术的发展起到了有效的推动作用。综上所述，针对我国风电产业的未来发展，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；三是提高单位的环境适应性；四是提高叶轮的捕风能力。作为风电公司，改进机组的设计，提高设备的可靠性。

2.2重视风电机组叶片故障诊断技术

风电企业在开展风电一体化工作时，要严格培训技术人员，提高风电服务质量。风机运行维护、机组损坏维修、风机故障诊断、风机叶片结构是培训的重点内容。邀请专家到现场与技术人员讨论指导风机叶片缺陷的修复、风机叶片的分类和风机叶片缺陷的识别。风电企业要重视对现场技术人员的技术培训，提高风力发电技术的创新和应用能力，以保证电力生产效率和生产质量的提高。

2.3风电场发电量预测

从目前所有风电场的运行状况分析可以发现，风电场的运行质量与风能的大小、风速和风电功率密切相关，直接决定了风电场的输出功率和运行电网的质量。因此，在风电场运营管理的全过程中，我们必须考虑到一些管理措施和预测技术的工作和学习，在风电场运营的过程中。要求具有周期性，能够准确预测未来一段时间内的风能规模，以保证后期开展风电机组调度工作时提高预测质量，并根据问题制定最有效的预防和解决措施。避免因电网影响或风电场发电预测质量逐步下降而出现二次波动。

2.4对电压闪变与波动进行有效抑制

2.4.1动态电压恢复器

在配电网中，当电压较低时，可能会发生有功功率的波动，且电压容易快速变化，因此补偿装置需要根据电压的变化提供有功和无功补偿。对于功率补偿装置来说，如果装设储能单元，可以及时提高电能质量，因此以往的无功补偿装置很难满足上述要求，最后用装设储能单元的补偿装置代替无功补偿装置。在动态电压恢复器中，有一个储能单元，可以将电压注入系统，实时补偿负载电压，有效地解决电力系统中的电压波动问题。为了有效提高动态电压质量，解决电压波动问题，动态电压恢复器是一个重要的解决方案。

2.4.2有源电力滤波器

当负荷电流波动时，必须及时补偿无功电流，才能有效抑制电压闪变，补偿负荷电流。在有源电力滤波器中，有电子器件可以关断，然后用电子控制器有效地替代系统电源，将畸变电流传输到负载电压，促使电力系统向负载提供正弦基波电流。另外，有源电力滤波器具有容量小、闪变补偿率高、响应速度快、电压波动大等特点。具有较强的控制能力，有助于有效控制电压波动。

2.5完善风电信息分析，提高并网技术管理力度

在风电并网技术中，要为政府和企业提供高质量的信息服务，必须建立完善的风电发电信息统计分析平台和全过程信息数据库。做好风电接入系统管理，提高并网技术管理力度，严格按照要求送风上网。对地方批准的风电项目，要深入研究制定并网配套法规，提高强风电并网技术管理力度，制定完善的年度管理技术，增加试验设备，制定并网监测制度和强制并网认证制度，建立完善的风电预测功能。

2.3持续推进电网智能化进程

鉴于风电并网对电力系统的影响，如果在电网设计中忽略风机的影响，容易造成继电保护装置误动，严重影响电网运行的稳定性。此外，风电机组并网后，还会出现闪变和谐波问题，带来明显的负面影响。智能设备接入电网可以有效解决上述问题，有助于提高风电系统的稳定性，促进风电电网的平稳运行。在我国电力工业发展中，建设智能电网是必然趋势。通过智能电网的建设，可以有效转移巢电，将偏远地区的风电成果转移到电力需求较大的地区，减少资源浪费。

2.7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。

结论

综上所述，在分析风电场并网对电网电能质量影响的过程中，必须考虑到我们之所以选择使用风力发电，是因为风力发电所带来的能源是环保无污染的自然能源。要求工作人员在风电场发电设备管理过程中认识到如何提高管理的整体效果，并对其内容进行有效的优化和调整，确保风电场的容量得到最大程度的提高。风电场并网运行过程中也会产生一系列的负面影响，需要进一步分析，并根据现有技术提出相应的变革途径。

参考文献：

[1]邹京希，秦汉，刘东，曹敏，李维．考虑频率约束下提升风储联合发电系统可靠性的储能系统控制策略[J]．供用电，2020,37(02):73-78.

[2]潘翀．风电场并网对电网电能质量的影响分析[J]．中国设备工程，2018(19):186-187.