风力发电电能质量问题及治理措施浅析

风力发电电能质量问题及治理措施浅析

吕顺邦

大唐东疆新能源公司  新疆 哈密  839000

摘要：风力发电作为当前清洁能源发展的一种重点形式，但由于风力发电的产品技术、环境因素，以及装备特点的共同影响，风力发电产品显示了电能品质不稳的特征。研究人员提出的通过加强对产品装备特点的技术研究，完善风力发电机组电能品质控制器，并进行对风力发电系统的谐波控制等技术措施，对于风能发电企业更好地解决发电产品中的电能品质问题进行了进一步探讨。

关键词：风力发电；电能质量；问题；对策

引言

我国主要发电形式为热力发电、风力发电、水力发电，相对于热力与水力发电形式，风力发电所投入成本相对较低，且风能作为一种清洁能源，能够将自然能源转换为所需的电能，具有生态性、可持续性的特点。风力发电设备作为整个发电系统重要内容，做好发电设备运行状态监测，能够做好相关故障的预防，对相关设备机组开展定期检查维护，才能切实降低发电成本，促进风力发电事业健康发展。基于此，加强对风力发电设备安全管理工作的相关研究具有十分现实的意义。

1风力发电类型及特征

现阶段，风力发电主要采用恒速恒频风力发电系统，通过保持发动机转速稳定，获得与电网频率一致的电能。现有风力发电系统结构简单，主要采用步电机与鼠笼感应电机设备。其中，鼠笼式感应马达速度大于同步转速，实际构造较为简单，工作时的费用低廉。但在该设备实际运行期间，也存在气动效率不足、结构负荷较高等问题、在风速转变的情况下，设备也会偏离最佳运行转速。部分发电站还会使用变频恒速风力发电系统，风电机可以实施变速运行。发电机的转速随风速的变化而发生改变，以捕获最大风能，调节发电机转速值。通过使用变频恒速风力发电手段，还可以调节电力传输期间的有功功率及无功功率，使发电机组与电力系统之间形成柔性连接，变频恒速风力发电系统比恒速恒频发电系统的运行效率更高，可满足并网操作要求，实际运行期间的安全效益与经济效益更显著。

2风力发电电能质量问题分析

2.1缺乏完善的设备安全管理体系

构建完善的风力发电设备安全管理体系，是各项工作有序开展的重要保障。当前，风力发电设备安全维护管理工作还存在一定不足，一些人员缺乏责任意识，在工作中未能严格按照相关规定执行，可能会给风力发电系统运行安全造成影响，容易发生断电事故。且由于风力发电设备安全运行管理制度不够完善，相关管理人员责任不够明确，具体安全管理和运维管理内容不够清晰，对于相关工作流程不够了解；同时，相关维护管理设备不够完备，在故障发生时，缺少专业设备、工具等进行故障排查。采购作为风力发电设备运维管理重要环节，在采购中如果缺乏前瞻性，对设备性能、参数等了解不足，或记录信息不够全面，都可能对后续设备安全管理及运行维护工作造成影响。

2.2相关管理人员业务能力不足

针对当前风力发电设备安全管理工作，缺乏健全的内部管理制度，对相关运维技术人员约束力不足，导致实际工作中未能严格按照制度执行，检修人员专业水平不足，很多设备安全管理工作浮于表面，未能真正落到实处。一些管理人员对于新式技术、新型设备、新型运行模式了解不足，具体工作中积极性较差，对于可能出现的信息采集不够及时，无法为后续设备管理提供帮助。一些运维检修人员在开展风力发电设备检修工作中，有漏检、错检问题，不能及时将故障隐患排除。

2.3电压偏差及电压波动

在风力发电供电系统运行过程中极易出现电压偏差问题，即理论偏差与实际偏差相差较大，无法从根本上保障电力传输水平。在风力发电并网工作开展期间，虽然借助并网电容装置补偿可以进行电压调节，但电容器在切换过程中也会出现卡顿情况，对电力资源整体传输水平造成严重不利影响。由于发电机组在实际运行期间的出力及复合作用始终处于变化范围内，在受压力偏差及压力波动作用的影响下，也会极大程度提升电网运行期间的误差性。引发电压偏差及电压波动的原因主要为风力变化。在风力变化期间，风速也会随之发生变化，风力发电机组在启动、停机运行期间，也会使电压波动更加明显。

3风力发电电能质量治理措施

3.1构建更加科学的设备运行模式

构建科学的设备运行模式，是确保风力发电设备运行安全可靠的关键。（1）应该保证风力发电设备运行环境良好，能够为设备可持续运行提供保障，延长设备的使用寿命；（2）对设备运行周边环境进行科学预测、实时监测，采用先进的数据采集系统，构建环境预警监测机制，减少外部环境因素对风力发电设备造成的干扰；（3）更新传统设备运行模式，不仅起到预防设备故障的作用，同时还能提升设备安全性。

3.2进一步优化机组设计

针对风电发电业务，不仅要加强对设备自身问题的关注，还要有效连接风力发电机组的各个环节，合理控制风力发电设备的可靠性，在对风电机组的选择过程中，要尽可能选择具备大兆瓦和小体积等特点的风电机组，使风电机组的运输更加便利，提高吊装的安全性，合理控制风电场的整体投资。可以通过对叶轮捕风能力和风能转换效率提高等方式，进一步提升设备整体的可靠性，明显增强风电机组的整体工作效率。

3.3进一步加强对员工专业技能培训工作

风力发电设备运行维护都依靠于相关工作人员，从多方面提升运维管理人员的技能水平，才能为发电设备运行维护管理提供人员保障。具体来说，应该从技能培训工作入手，帮助相关人员全面掌握风力发电设备运行原理、内部结构等，从而更好地操作设备。在风力发电设备出现故障时，能够根据自己专业知识加以判断和处理。风电场应该邀请相关领域专家、高级技工人才，对内部员工进行专业培训，同时设置定期考核活动，能够让相关员工在实践操作中不断积累经验，全方面提升自我水平。

3.4注重对风电信息分析工作的完善

在开展风电并网工作时，要建立相应的风电信息统计与分析平台，进而提供更加高效的信息服务。在其平台建立完成后，就可以形成全过程的信息库，使相关政府部门可以及时获得更加准确的风电服务信息，进一步增强风电接入系统的工程管理力度，使风电并网送输过程得到有效保证。针对一些大型的风电基础项目，就要做好前期准备工作，强化地方核准风电项目的计划管理工作，逐渐制定科学的并网检测规定，将并网检测制度充分落实。针对风电运行，还要强化管理过程，对风电调度实现科学的计划管理，进一步提升并网管理质量。

结束语

近年来，风力发电技术日渐成熟，在低碳经济的发展中取得了重大成就。风能资源较丰富，潜力巨大，以丰富的风能资源发电，能够保障电力的稳定使用。为了提高电能的使用效率，文章研究了风力发电并网及电能质量控制，从风力发电机组稳态向量和能量平衡模型方面研究风力发电并网技术要点，从谐波分量、谐波控制方面研究电能质量控制。根据研究结果，将风力发电实际电压与理想电压的偏差控制在最小范围内，可以提高风力发电质量。

参考文献

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