风力发电并网技术及电能质量控制措施李林
发表时间：2019-12-27T15:29:16.690Z 来源：《中国电业》2019年18期作者：李林
[导读] 风力发电是我国电力行业全力发展的新兴行业，因此风力发电技术也逐步受到了人们的关注。

摘要：风力发电是我国电力行业全力发展的新兴行业，因此风力发电技术也逐步受到了人们的关注。

因此，只有加强对相关技术人员的培训，强化对国内外先进安全及生产技术的研究，才能够更好地促进风电行业的商业化与产业化发展。

本文基于风力发电并网技术及电能质量控制措施展开论述。

关键词：风力发电；并网技术；电能质量控制措施
引言
作为一种可再生能源，风电资源是取之不尽用之不竭的，大力推动风电生产产业发展对我国能源资源体系建设是有利的，它在促进良好经济效益与环境效益发展的基础之上也为地方综合产业发展提供了新思路、新渠道。

1风力发电原理
风力发电的原理是把风能转化为机械能，再将机械能转化为电能进行输出。

具体过程是通过风带动风机叶片转动，从而使发电机内部线圈旋转切割磁场，最终产生感应电流，并被储能装置以电能的形式储存起来。

通常风力发电机由风轮叶片、低速轴、高速轴、风速仪、塔架、发电机、液压系统、电子控制系统等部件组成。

其中，风轮是将风能转化为机械能的装置，根据风向的变化调节风轮方向，可以最大限度地利用风能。

塔架是连接支撑风轮和发电机的支架，其高度是由周围地势和风轮大小决定的，以确保风轮的正常运行。

发电机是将风轮产生的机械能转化为电能的装置。

在风机构造中，定义风轮叶片尖端线速度与风速之比为叶尖速比，是风机的重要参量，其大小是影响风机功率系数的重要参数。

通过设计风轮的不同翼型和叶片数，可以改变叶尖速比。

风机组的功率调节是风力发电系统的关键技术手段，其主要方式包括定桨距失速调节、变桨距失速调节和主动失速调节三种。

定桨距失速调节将风机叶片和轮毂固定，叶片顶角不能随风速进行调整，其结构相对简单，可靠性强，风机输出功率随风速而变化，因此在低风速下其利用率较低。

变桨距调节是通过改变桨距角调整风能的转化效率，尽可能的提高风能转化效率，使风机输出功率保持平稳。

主动失速调节是通过叶片主动失速来调节输出功率。

当风速低于额定风速时，通过控制系统进行调控；当风速超过额定风速时，变桨系统通过增加叶片攻角使叶片失速，从而限制风轮的吸收功率。

2风力发电并网技术
2.1同步风力发电机组并网技术
第一种是同步风力发电机组并网技术，这类技术的应用原理是可以将风力发电机组与同步发电机组进行有效的融合，在确保工作正常进行的情况下，提高风电发电的性能，通过对有关的资料进行调查，我们可以知道，同步风力发电机组的并网技术可以提高对风能的利用率，提高风能在发电机组中的应用效率。

现阶段，市场上对同步风力发电机组的并网技术的使用范围较为广泛，这项技术在风能行业中的使用可以最大程度的提高发电的容量，带动相关的设备工作。

除此之外，风速过大会导致发电机组产生过大的波动情况，影响机组的正常工作。

为了提高相关工作的效率，技术人员应该将机组之间进行结合，分析电网以及发电机组之间的关系，最大程度的提高电网发电的质量。

2.2异步风力发电机组并网技术
这项技术在应用方面还存在一些问题，主要体现在并网技术应用不合理很容易产生冲击性的电流，冲击性电流的存在还加大电压，影响电压的安全性能。

为了避免这种情况的出现，相关的技术人员通过对有关的资料进行查询，提出了两种方法，分别是提高磁路的饱和性能以及增大机组运行的电流。

异步风力发电机组并网技术在风力发电行业中的使用可以有效的节省相关的操作流程，提高设备的使用效率，加大产生电流的容量。

除此之外，电流的输送以及传递也会对风力发电的质量造成一定程度的影响，相关的技术人员应该提高电能的传送效率，推动相关产业的进步。

3风力发电并网技术和电能质量控制的有效对策
3.1提升安全性能
为了增强风力发电机组的安全性，就需要对风电机组展开超速测试，检测超速保护动作、超速通道、超速模块、超速传感器后制动回路的动作情况。

同时，还需要对风电机组展开紧急停机测试，测试机械刹车制动、备用电源、顺浆回路等是否能够正常工作。

除此之外，还需要对风力发电机组展开振动试验，检查保护动作、保护通道、保护测量元件等能不能够正常工作，从而确保机组的安全性。

3.2改进控制技术
对于风力发电系统的易干扰、不稳定的问题，一般使用系统模型控制的方式予以解决，但是该种方法具有一定的局限性，所以其仅限于某个系统的指定周期使用，难以有效地预防能量转换多个过程中所产生的变化。

在风场运行的环境下，风电机组由于无人值守，所以对系统的控制有着更高的要求。

使用自适应控制器，能够让风电机组在最大的范围内，使用功率系数得到优化。

其工作原理为，利用对系统的输入输出展开测量，分析控制过程中需要的参数，并利用控制系统展开控制。

相比于原有的控制器，自适应控制器性能得到了较好的优化，性能大大增加。

它通过构建出准确的数学模型，对风力发电机组的电功率展开控制，进而更高效地进行控制，并节约成本。

3.3 提高电能质量
正弦波是电能质量所能达到的理想状态，但是，由于系统中存在着一些影响因素，会导致电波的波形产生偏离，从而引发出电能质量问题。

对于目前的电能情况来说，有很多城市都存在着电能质量不高的情况，对人们的正常生活与工作均会造成影响，所以要加强对电能质量的控制与改善工作的力度。

在对电能质量进行改善的过程中：①要改善电功率因素，使无功就地平衡状态得到有效确保，还需保证供电半径的合理性；②要科学合理地选择供电线路的导线截面，合理配置配电设备与变电之间的安排，避免在运行过程中出现超负荷的情况；③要对调压措施进行合理适当的设置，此过程中应用到的变压器加装有安装静电电容器、载调压装置、同期调试相机或串联不畅等，将以上所提到的措施应用到实际工作中去均可以起到有效改善电能质量的作用。

并且，还应对电力系统工作过程中的用电情况进行相关的调查，从人们的用电情况
中寻找对电能质量造成影响的因素，并采取更具有针对性以及更科学有效的手段来对其进行改善。

4我国风力发电产业的未来发展趋势
我国风力发电产业发展前景大好，在未来生产发展趋势方面还主要应当围绕市场来探究。

目前国内针对新能源的发展支持力度空前巨大，特别是在风电产业发展进程中更给予了相当大的政策倾斜与财政补贴，这也为国内风电产业活跃发展创造了有利条件，发展范围与发展能力扩大提升有目共睹。

预测我国2020年风电装机容量将超过1．8亿kW，届时我国也会开启对风电生产系统的有效重组过程，更多建立中小型风场，配合低风速风资源开发管理技术内容将陆上风电产业发展重心逐渐移步海上，构建海上风电产业发展新格局。

总体来讲，就是基于我国未来风电产业的发展进程建立沿海各省风电产业规划机制，确保我国在2020年的海上风电装机总容量达到至少3300万kW。

结束语
我国未来还需认清发展形势，基于最有效发展方案提出风电产业发展新方案，将风能逐渐发展成为我国能源体系建设主要力量。

参考文献
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