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摘 要：风能是可再生清洁能源之一，随着电能使用需求量的不断提升，并网风力发电厂容量也随之出现了不断加大的趋势，风力发电并网技术与电能质量控制方式，逐渐成为了社会各界关注的焦点。本文将以风力发电并网技术分析为切入点，通过对并网运行试验的介绍，对风力发电电能质量控制手段展开全面研究，旨在提高风能资源整体运用水平，保证大容量并网发电厂实际运行质量。
关键词：电能质量；风力发电；质量控制；运行试验
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0061-02
前 言
风力发电是将风的动能转化为电能以供用户进行使用。目前常用的风力发电方式主要有独立运行和加入电力系统运行两种，后一种便是并网型发电运行模型，一般多用于容量为几兆瓦至几百兆瓦的风力发电厂中。并网运行方式，能够为风力发电场提供可靠的电网支撑与补偿，能够更加深层次的对风力资源进行使用，是今后风力发电发展主要趋势。
1 风力发电并网技术的分析
1.1 同步风力发电机组并网技术
同步发电机组技术在电力系统使用频率相对较高，其在运行时会同时产生无功功率与有功功率，具有电能质量高以及周波稳定等方面的优势，极受业内人士认可。由于风并不可控，风速变化并不稳定，因此在进行风力发电时可能会出现转子转矩不稳以及并网调速性能无法达到同步发电机精度要求等情况，若在并网之后没有实现对其的全面管控，尤其是在重载环境中，很容易会出现失步以及无功振荡的状况[1]。随着电力电子技术迅速崛起，这一问题已经得到基本改善，就是通过安装变频装置的方式，避免失步等问题的发生，为同步发电机组技术运用与推广提供了有利支持。
1.2 异步风力发电机组并网技术
在对异步风力发电机组技术进行使用时，会通过对转差率的利用，做好负荷调整工作，整体运行对于调速精度并没有过高的要求，也并不需要整步操作与同步设备操作，只需在转速接近同步转速时做好并网即可。
虽然异步风力发电机组技术有着控制装置简单以及并网后无振荡等问题发生的优势，但其同时也存在着直接并网之后，容易产生大冲击电流与电压下降的问题，会对系统运行安全产生直接影响，导致系统无功功率产生受到了限制，需开展无功补偿处理。同时如果系统不稳定，出现频率过低的情况，也会造成因电流加剧而出现电压过载的状况，因此在对异步风力发电机组技术进行使用时，需要采取严格监控，以对发电机组安全进行保障。
2 并网运行试验
2.1 电能质量测试
在进行电能质量測试时，主要会对谐波以及电压偏差等指标进行检测。在进行检测过程中，会对风电场停运过程中所产生的各项并网点展开测试，会重点对各次谐波电压稳定性与电压总谐波畸变情况进行掌握。如果风电场处于正常运转状态，技术人员就需要对所有功率区间展开测试，并要展开谐波电压与长时间闪变等测试，以对电厂谐波电流是否达到标准进行确定。
2.2 风电机组低电压穿越能力测试
限流电抗主要用于风电场运行风力发电机组影响与电压跌落限制，在实际进行低电压穿越能力测试时，会按照风电场实际情况，做好限流电抗阻值大小调节工作，以保证电压跌落测试不会对整体风电场运行产生严重影响。当电压出现跌落时，限流电抗会通过对旁路开关短接的运用，做好短路电抗闭合短路开关操作，确保能够将短路电抗两相或三相连接起来，以对电网故障测试点电压跌落情况进行模拟，进而明确在进行电抗阻值调节时，电压跌落的实际深度。
在实际进行检测时：①先进行箱变停电以及风机停机处理，会将相应检测设备连接到待检测箱变低压测与风机间位置；②对箱变通电，并会为UPS开关以及其他部位进行供电，以便在不带风机的状态下，开展空载试验；再次会打开风机内部断路器，保证风机能够处于并网运行状态；③按照风机输出功率与额定功率比值，展开相应测试。一般在输出功率高于90%额定功率时，会实施大风工况检测[2]。
3 风力发电并网中电能质量的有关控制
3.1 谐波抑制
在进行谐波抑制时，可通过对静止无功补偿装置的运用，完成相应抑制操作。此装置主要由谐波过滤装置、电抗器等部分所组成，有着较为突出的反应能力强特征，能够完成对无功功率的实时监控与测试，并可以实现对电压变化的及时调节，能够达到完全对谐波进行消除的效果，可以对风电发电电能质量提供可靠保证。
3.2 电压清运、闪变抑制
（1）有源电力滤波器。通过分析可以发现，电压闪变是对电能质量产生影响的关键因素，在电压闪变现象发生时，技术人员需要在负荷电流产生剧烈波动的环境中，完成一系列无功电流补偿任务，而这也正是有源电力滤波器的价值所在。此设备在实际运用时，具有补偿容量小以及响应能力突出等方面的优势，运行稳定程度相对较高，有着较强的控制力，可以达到良好的电压波动抑制效果[3]。
（2）统一电能质量控制器与其他补偿装置。技术人员要对电能质量控制器展开统一处理，要通过并、串联补偿装置做好控制器结合工作，确保其可以对电流与电压质量问题形成补偿，以实现综合型补偿模式。此补偿装置具有储能单元并联与串联组合，可用于配电系统谐波补偿与电能质量问题解决。
（3）动态电压恢复器。在中低压配电网内，如果有功功率出现快速波动，会导致电压闪变问题出现，这就意味着补偿装置不仅要具有无功功率补偿功能，同时还要能够提供瞬时有功功率补偿，主要是因为，具有储能单元的补偿装置，可以达到对电能质量进行改善的目的，因此可完全取代传统无功补偿装置[4]。由于动态电压恢复器本身拥有储能单元，可以在MS级内向系统中输入相应数值的电压，可以高效完成补偿工作，确保系统中所产生的电压波动影响可以被控制在最低，以对谐波与电压波动等电能质量影响问题进行有效改善。
4 风力发电并网技术发展前景
在电力电子技术运用到风力发电中后，风电机组运行特性得到了切实优化，在无功控制与有功控制的作用下，风电机组在电压控制与系统频率控制中起到了更好地控制作用[5]。风电场并网运行规模的不断扩大，会使风力发电成本出现逐渐下降的趋势，会使风力发电得到更加广泛的运用。
为确保今后电力电子技术在电能质量改善与风电机组控制中可以得到更好运用，技术人员一方面要对风能利用效率进行提升，通过科学化处理，做好电力电子变换器能耗控制工作；另一方面要增加一定数量的TSC或SVC无功动态补偿装置，以帮助展开风力发电机与电网故障修复。同时所有系统结构都应拥有独立的适应性与特征，要能够按照实际风电场运行情况，选出最佳的系统结构，保证电力电子装置可以在大容量风电场中得到更加广泛的应用。
5 结 论
通过本文对风力发电并网技术相关内容的论述，使我们对风力发电并网技术与并网运行测试有了进一步的认知。要认识到风能发电的重要性，要在对并网运行模式与技术进行掌握的基础上，按照风力发电特点，做好电能质量控制工作，确保可以及时对谐波以及电压闪变等质量影响因素进行消除，使风电场所产生的电能质量可以达到最优，为广大用户提供更加高质的电力能源。
参考文献
[1]吕 昶.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技视界，2017（28）：131.
[2]莫纶民.风力发电并网技术与电能质量控制分析[J].华东科技：学术版，2017（12）：298.
[3]吕 蒙.论风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].工程技术：引文版，2017（1）：237.
[4]米凌志.风力发电并网及电能质量控制的相关探讨[J].中小企业管理与科技，2017（24）：149～150.
[5]刘 阳.风力发电并网技术及电能质量的提升路径探析[J].中国科技投资，2017（24）.
收稿日期：2018-8-17
关键词：电能质量；风力发电；质量控制；运行试验
中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0061-02
前 言
风力发电是将风的动能转化为电能以供用户进行使用。目前常用的风力发电方式主要有独立运行和加入电力系统运行两种，后一种便是并网型发电运行模型，一般多用于容量为几兆瓦至几百兆瓦的风力发电厂中。并网运行方式，能够为风力发电场提供可靠的电网支撑与补偿，能够更加深层次的对风力资源进行使用，是今后风力发电发展主要趋势。
1 风力发电并网技术的分析
1.1 同步风力发电机组并网技术
同步发电机组技术在电力系统使用频率相对较高，其在运行时会同时产生无功功率与有功功率，具有电能质量高以及周波稳定等方面的优势，极受业内人士认可。由于风并不可控，风速变化并不稳定，因此在进行风力发电时可能会出现转子转矩不稳以及并网调速性能无法达到同步发电机精度要求等情况，若在并网之后没有实现对其的全面管控，尤其是在重载环境中，很容易会出现失步以及无功振荡的状况[1]。随着电力电子技术迅速崛起，这一问题已经得到基本改善，就是通过安装变频装置的方式，避免失步等问题的发生，为同步发电机组技术运用与推广提供了有利支持。
1.2 异步风力发电机组并网技术
在对异步风力发电机组技术进行使用时，会通过对转差率的利用，做好负荷调整工作，整体运行对于调速精度并没有过高的要求，也并不需要整步操作与同步设备操作，只需在转速接近同步转速时做好并网即可。
虽然异步风力发电机组技术有着控制装置简单以及并网后无振荡等问题发生的优势，但其同时也存在着直接并网之后，容易产生大冲击电流与电压下降的问题，会对系统运行安全产生直接影响，导致系统无功功率产生受到了限制，需开展无功补偿处理。同时如果系统不稳定，出现频率过低的情况，也会造成因电流加剧而出现电压过载的状况，因此在对异步风力发电机组技术进行使用时，需要采取严格监控，以对发电机组安全进行保障。
2 并网运行试验
2.1 电能质量测试
在进行电能质量測试时，主要会对谐波以及电压偏差等指标进行检测。在进行检测过程中，会对风电场停运过程中所产生的各项并网点展开测试，会重点对各次谐波电压稳定性与电压总谐波畸变情况进行掌握。如果风电场处于正常运转状态，技术人员就需要对所有功率区间展开测试，并要展开谐波电压与长时间闪变等测试，以对电厂谐波电流是否达到标准进行确定。
2.2 风电机组低电压穿越能力测试
限流电抗主要用于风电场运行风力发电机组影响与电压跌落限制，在实际进行低电压穿越能力测试时，会按照风电场实际情况，做好限流电抗阻值大小调节工作，以保证电压跌落测试不会对整体风电场运行产生严重影响。当电压出现跌落时，限流电抗会通过对旁路开关短接的运用，做好短路电抗闭合短路开关操作，确保能够将短路电抗两相或三相连接起来，以对电网故障测试点电压跌落情况进行模拟，进而明确在进行电抗阻值调节时，电压跌落的实际深度。
在实际进行检测时：①先进行箱变停电以及风机停机处理，会将相应检测设备连接到待检测箱变低压测与风机间位置；②对箱变通电，并会为UPS开关以及其他部位进行供电，以便在不带风机的状态下，开展空载试验；再次会打开风机内部断路器，保证风机能够处于并网运行状态；③按照风机输出功率与额定功率比值，展开相应测试。一般在输出功率高于90%额定功率时，会实施大风工况检测[2]。
3 风力发电并网中电能质量的有关控制
3.1 谐波抑制
在进行谐波抑制时，可通过对静止无功补偿装置的运用，完成相应抑制操作。此装置主要由谐波过滤装置、电抗器等部分所组成，有着较为突出的反应能力强特征，能够完成对无功功率的实时监控与测试，并可以实现对电压变化的及时调节，能够达到完全对谐波进行消除的效果，可以对风电发电电能质量提供可靠保证。
3.2 电压清运、闪变抑制
（1）有源电力滤波器。通过分析可以发现，电压闪变是对电能质量产生影响的关键因素，在电压闪变现象发生时，技术人员需要在负荷电流产生剧烈波动的环境中，完成一系列无功电流补偿任务，而这也正是有源电力滤波器的价值所在。此设备在实际运用时，具有补偿容量小以及响应能力突出等方面的优势，运行稳定程度相对较高，有着较强的控制力，可以达到良好的电压波动抑制效果[3]。
（2）统一电能质量控制器与其他补偿装置。技术人员要对电能质量控制器展开统一处理，要通过并、串联补偿装置做好控制器结合工作，确保其可以对电流与电压质量问题形成补偿，以实现综合型补偿模式。此补偿装置具有储能单元并联与串联组合，可用于配电系统谐波补偿与电能质量问题解决。
（3）动态电压恢复器。在中低压配电网内，如果有功功率出现快速波动，会导致电压闪变问题出现，这就意味着补偿装置不仅要具有无功功率补偿功能，同时还要能够提供瞬时有功功率补偿，主要是因为，具有储能单元的补偿装置，可以达到对电能质量进行改善的目的，因此可完全取代传统无功补偿装置[4]。由于动态电压恢复器本身拥有储能单元，可以在MS级内向系统中输入相应数值的电压，可以高效完成补偿工作，确保系统中所产生的电压波动影响可以被控制在最低，以对谐波与电压波动等电能质量影响问题进行有效改善。
4 风力发电并网技术发展前景
在电力电子技术运用到风力发电中后，风电机组运行特性得到了切实优化，在无功控制与有功控制的作用下，风电机组在电压控制与系统频率控制中起到了更好地控制作用[5]。风电场并网运行规模的不断扩大，会使风力发电成本出现逐渐下降的趋势，会使风力发电得到更加广泛的运用。
为确保今后电力电子技术在电能质量改善与风电机组控制中可以得到更好运用，技术人员一方面要对风能利用效率进行提升，通过科学化处理，做好电力电子变换器能耗控制工作；另一方面要增加一定数量的TSC或SVC无功动态补偿装置，以帮助展开风力发电机与电网故障修复。同时所有系统结构都应拥有独立的适应性与特征，要能够按照实际风电场运行情况，选出最佳的系统结构，保证电力电子装置可以在大容量风电场中得到更加广泛的应用。
5 结 论
通过本文对风力发电并网技术相关内容的论述，使我们对风力发电并网技术与并网运行测试有了进一步的认知。要认识到风能发电的重要性，要在对并网运行模式与技术进行掌握的基础上，按照风力发电特点，做好电能质量控制工作，确保可以及时对谐波以及电压闪变等质量影响因素进行消除，使风电场所产生的电能质量可以达到最优，为广大用户提供更加高质的电力能源。
参考文献
[1]吕 昶.风力发电并网技术及电能质量控制措施探讨[J].科技视界，2017（28）：131.
[2]莫纶民.风力发电并网技术与电能质量控制分析[J].华东科技：学术版，2017（12）：298.
[3]吕 蒙.论风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].工程技术：引文版，2017（1）：237.
[4]米凌志.风力发电并网及电能质量控制的相关探讨[J].中小企业管理与科技，2017（24）：149～150.
[5]刘 阳.风力发电并网技术及电能质量的提升路径探析[J].中国科技投资，2017（24）.
收稿日期：2018-8-17