风力发电中的电能质量问题的研究
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摘 要：随着社会与经济的不断发展，电力能源的需要正在数量急剧提升的同时表现出质量要求和可持续发展要求的基本特点。风力发电是当前清洁电能生产的一个主要类型，受到风力发电电力生产技术、环境因素、设备特点的限制，风力发电表现出电能质量不稳定的特点。研究提供了做好功能设备的系统应用，统一风力发电机组电能质量控制器，做好风力发电网络的谐波抑制等对策，为风力发电企业更好地提升电力生产中的电能质量作出了深入思考。
关键词：风力发电 谐波 功能 电能质量 控制 机组 干扰
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）12（a）-0033-02
风力发电是新时期绿色观念和可持续发展理念应用于电力产业的新生事物，由于风力发电受到地理环境、自然条件的现实而产生电力生产中电流冲击、电压波动、杂波影响等各种问题，如何提升风力发电企业实际生产的电能质量，预防、处理和解决风力发电各类故障和隐患就成为企业的中心任务。
1 做好风力发电网络的谐波抑制
风力发电企业可以借助火电网络中经常使用静止无功补偿器作为有效抑制发电网络中产生的有害谐波的主要方式，企业可以采取并网优化、结构重组的方式在风力发电网和设备的关键节点设置静止无功补偿器，更多地发挥电抗器、过滤器、电容器在电网运行中的谐波抑制功能，对风力发电机组因各类情况产生的谐波做到及时而准确地反应。发电企业要注意静止无功补偿器的状态判别和信息解读，通过反馈的资料和数据更好地判别风力发电机组的运行状态和自然环境特点，以静态的方式实现对风力发电网络整体上的无功补偿，在不增添整个风力发电网络结构层次的基础上，在稳定电力网电压变化情况的同时，将激烈震荡的高频谐波做到消减和抑制，实现整个网络电流的稳定，进而提升整个风力发电网络电能供应的连续性和质量。
2 做好功能设备的系统应用
风力发电企业要善于在电力网络中引入功能型设备，以此来消除有害杂波对风力发电网络、机组与设备的影响，提升风力发电网络整体运行安全性和电力电能质量。风力发电企业要做好有源滤波器在电力网络的应用工作，一般应采用有源滤波器的方式，利用电力晶体管和可关断晶闸管构成复杂的功能型装置起到对电力网负荷电流实时朴偿的作用，同时有缘该滤波器中电子元器件和控制开关具有自动调整和迅速切换的功能，可以通过向电力网输入电压负荷而实现对畸变电流的干预，进而确保整个电力网中仅仅向负荷提供正弦的基波电流，进而提升风力发电网络质量的稳定性。在机组密集、负荷量大的区域接入的有源滤波器设备要强调功能性和反应能力，要对整个系统中电压波动大、闪变频率高、补偿率高、容量大等特殊情况作出准确而及时的反应，起到对风力发电机组和网络电压波动的有效控制作用，实现对整个电力网稳定电压和提升电能质量的价值。动态电压恢复器是风力发电机组和电力网稳定运行的重要功能型设备，其工作原理是利用通过储能单元、补偿装置、切换设备的共同运行，在毫秒级的反应时间内准确判断机组和网络存在的电压差过大、电力供应不足等问题，进而在切换装置的工作向将储能单位储备的电力注入网络，在非常短的时间内实现整个网络的动态调整和电能质量改善，进而消除和解决了风力发电中电压波动、谐波等动态电压质量问题。
3 提高风力发电运行人员的电能质量保障能力
运行人员是风力发电机组电力生产和安全生产的人力资源保障，是提升和稳定风力发电机组电能质量的主要参与者，运行人员专业技能和技术保障能力决定着风力发电电能质量的高低。风力发电企业要将运行人员的专业技术发展作为企业培养人才的重要战略组成部分，针对性地提升人员风力发电技术、运行维护操作、电力网络水平等相关素质和能力，有效提升运行人员对风力发电生产过程中隐患排查、故障诊断、风险分析、损伤维护等方面的技能水平，为风力发电设备高质量的电能生产提供人员、技术、素质方面的支撑。风力发电企业还应该在发展体系上建立起运行人员的技术交流、深入学习的机制和战略，为运行人员不断提供更先进的理论和更宽广的视野，让运行人员的风力发电专业能力和电能质量保障技能得到全面提升，为风力发电企业的安全电力生产和高质量电能供应夯实人才、科技、认知基础。
4 优化风力发电机组的分布与运行设计
对于每台风力发电设备来讲都是整个机组和供电体系的重要成员，每台设备只有微观的层面实现体系上的最佳分布和功能上的最佳状态才能够在整个机组中发挥出最大的经济与生产效能，因此作为风力发电企业必须要针对电力生产要求、自然风场实际、发电设备特点做到机组分布和功能设計的持续优化和系统调整。一方面，要在风力发电机组整体电能质量提升的角度优化风力发电机组的分布形式，采取结构优化、系统重构的方式更好地获得风场稳定而连续的风能，确保风力发电机组发电的质量。另一方面，风力发电企业也应该根据社会电能需求特点和电力生产实际进行机组运行的优化和调整，从提升整体可靠性和每个设备功能性相结合的层面制定机组运行的策略，在多个层面上更好地实现风力发电供电质量的有效控制。
5 统一风力发电机组电能质量控制器
风力发电机组要在系统上实现电能质量的统一控制，这有利于在局部的大范围内建立起优化电能质量、实施电力生产调控的技术与体系基础。有了统一的电能质量控制器风力发电机组可以实现对电流的有效补偿，缓解杂波对风力发电机组的影响。在功能上看统一的风力发电机组电能质量控制器予以综合补偿类装置，因此可以通过串联补偿和并联补偿相结合的方式做到对风力发电机组、并网设备、电力用户的差异性、综合性补偿，特别对于风力发电网络和配电系统产生的谐波震荡更是有着良好的适应性，有助于提升整个风力发电平台的电能稳定性。在技术上看统一的风力发电机组电能质量控制器还可以针对设备失灵、电压波动、线路事故、供电中断等特殊情况作出反应，采取动态方式实现电力质量和电压水平的有效控制，进而提升风力发电机组供电的安全性和可靠性。
6 提升风力发电机组的抗干扰能力
针对风力发电机组的运行要在组网的过程中提升整个体系的抗干扰能力，通过风力发电设备间的联动和补偿效应有效地降低机组高电压的峰值，同时有效化解机组低电压的波谷，提升整个风力发电网络的不脱网能力，在急剧变化的电网电压极值中获得整个体系的稳定，减少对主干网电能质量的影响，为进行风力发电机组的调整、优化提供必要的稳定运行时间，为提升风力发电机组电能质量提供运行上和系统上的可能。
7 结语
随着我国对风力发电研究与应用的逐步深入，风力发电取得了可喜的成绩，但是由于风力发电存在的适应性不强、电能质量不稳定等缺陷，风力发电在大面积商业化和并网等关键环节上还存在于发展要求所不相适应的问题。风力发电企业应该立足于管理创新、机组优化、设备升级、技术换代等一系列措施和方法，持续优化风力发电网络、提升风力发电电能质量，进而为高质量、清洁的风力电能的普及化、社会化、商业化应用提供技术上、管理上、设备上的可能和基础。
参考文献
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