引言
作为可再生资源的代表之一,风能资源能够有效缓解我国传统资源短缺的压力,协调了资源应用与生态环境改善的关系。目前风能技术研究逐渐成熟,风能发电规模扩大,风力发电的发展市场与前景十分广阔。电力电子技术的不断升级,风力发电技术成本降低,为风力发电技术性能的优化创造了有利条件。风力发电并网技术的应用,解决了风力发电中存在的无功、谐波问题,提升了风力发电稳定性。文章研究旨在加大对风力发电并网技术及电能控制的研究力度,为风力发电未来发展积累更多经验。
1我国风电新能源的发展现状
我国国土面积广阔,地形多样化,陆地、海上的风力资源丰富,为发展风电能源奠定了坚实的基础。我国“十二五”以来,就将风电产业的发展作为新兴产业之一,加上国家政策的扶持以及市场需求的推动,我国的风电产业得到了快速的发展。在“十三五”期间,我国明确了风电为国家电力供应的重要组成部分,并加快了对我国西部、中东部风能资源的开发和利用,优化跨省输电通道资源配置等。在“十四五”发展规划中,我国再次强调推进风能发电高质量发展,鼓励海上风电基地建设。我国的风力发电经历了小型机、中型机、大型机阶段,现在发展到MW级型阶段,装机总容量逐渐上升。近年来,海上风电发展迅速,因为海上风力资源丰富且有较高的利用率,而且不扰民、不占地,在电力输送方面也能实现就近输送,有很大的发展空间。与此同时,国内的风电制造业发展迅速,市场份额逐年增加,累计装机容量在1000万kW以上的企业超过10家。未来随着风电新能源技术的成熟,应用范围的扩大,风电能源会逐步从补充能源发展为我国的主要能源。
2风力发电并网技术及电能质量控制
2.1同步发电机组并网技术
同步发电机组并网技术将多个风力发电机组连接到电网中,实现并行运行和共享负荷的技术。可以实现风力发电机组与电网的紧密协调,是一种比较成熟的并网技术。电力系统调度控制中心依托信息化技术手段对风力发电机组的运行数据进行采集和分析,实时监测风力发电机组的运行状态、接收调度指令,合理分配功率和负荷,实现各个风力发电机组的最佳运行状态,提高整体发电效率,确保电力系统的稳定运行。同时,同步发电机组并网技术的应用还能对并联发电机组进行有力保护,任意一个发电机组出现故障时,都可以及时切断系统与该发电机组的联系,确保其他发电机组的正常运转。
在运用同步发电机组并网技术时,要提前检查风力发电机组与电网的相序、电压、频率、相位,必须保证满足并网条件,即上述数据完全相同,或是除相序外的数据差值在允许范围内,否则在开关的两端会产生明显的电压差,当开关闭合以后,风力发电机组和电网组成的电路中会出现冲击电流。一旦电流强度超过风力发电机组的最大承受值,就会迅速破坏风力发电机组的部件,给电网运行埋下安全隐患。同时,还要严格控制合闸的时机,运用电压表对电网和风力发电机组的电压进行检测,以电网电压为基准,调节风力发电机组的励磁电流,直到风力发电机组的输出电压与电网电压相同为止。然后使用同步指示器调节频率和相位,所有数据检测无误即可合闸。
2.2异步发电机组并网技术
异步发电机组并网技术与同步发电机组并网技术存在差别。高精度机组调速方面,异步发电机组并网技术对高精度机组调速要求严格度不高,并网操作简洁,通过对基本转速和同步转速的控制即可实现。风力发电系统中异步风力发电机组并网技术能够有效提高风力发电系统的稳定性,控制装置复杂度较低。实际应用中存在的难点包括并网技术处理时,电力系统将受到较大冲击,系统的安全性易受到威胁;受磁路饱和现象干扰,励磁电流增加,系统功率出现明显波动。异步发电机组并网技术应用有效性的提高,应妥善了解实际应用难点,在此基础上打造完善的监督体系,实时观察并网运行状态。科学梳理异步发电机组并网技术应用思路,采取有效措施缓解系统冲击电流,提高电力系统运行的稳定性与安全性。
2.3严格监督电压质量
在电网的运转中,会造成很多不利的因素,因此,电力企业的电网调度部门必须对电压的质量展开适时而严密监控,只有完全了解到了电压的实现变化,才能及时地阻止安全事故的发生。同时,建立相关的监督体系,对电网运行进行全面监督,对基础建设进行高效调度,对电力设计进行高效规划,通过建立和完善电力监管网络,并结合实际情况,对当前的电压质量技术标准体系进行创新。此外,还要对供电设备、发电设备等一系列的重要组成部分进行电压监控和管理,确保电网中的电压在任何时候都处于一个稳定的水平。在此基础上,进一步提高电网的整体运行质量,提高电网的整体运行质量。
2.4加强电力项目工程管理
风电能源项目的建设要求很高,建设时需要综合考虑实际情况,做好质量控制。例如,风机塔筒、叶片等质量要达标。加强安全管理,尤其是风电设备运输过程中的安全防护措施要到位。由于风电项目建设是个动态过程,即便做好了规划和预算,在具体实施过程中也会出现一些突发状况,影响建设进度。因此,在项目建设过程中,要成立应急管理小组,对于出现的新问题要及时查找根源,提出解决对策,确保项目工程能够在保证质量的基础上安全进行。
2.5优化工程建设布局
风力发电并网过程中,为保证电网稳定运行,通常利用闭环结构、开环运行的方式,保证电网的稳定。由于电网是环形状态,而且线路多是在户外进行架设,受外界环境影响比较大,一旦因为外界自然环境因素(刮风、雨雪等)影响出现线路方面的故障,就会转为辐射状态。在线路发生故障时,相关工作人员会利用其他线路进行电力输送,满足正常的电力需求,减少电能损耗。
结束语
总之,风力发电并网技术的应用及电能质量控制是保证风力资源科学有效利用及风力发电系统可靠运行的关键,能够发挥先进技术设备的优势,创造更可观的经济效益。因此,必须充分明确各类常用风力发电并网技术的适用范围、主要特点及应用原理,针对影响电能质量的相关因素予以严格控制,从而推动风力发电并网技术不断走向成熟,为我国电力行业的可持续发展保驾护航。
参考文献
[1]秦生升.风力发电并网技术与电能质量控制分析[J].电子技术,2022,51(1):110-111.
[2]李春奇.风力与光伏发电的并网技术分析[J].集成电路应用,2022,39(10):174-175.