风力发电中的电能质量问题分析 朱国朋
风力发电中的电能质量问题分析 朱国朋
风力发电中的电能质量问题分析朱国朋摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源,具有很高的环境效益和社会效益。
全球市场对于风力发电这样的具有很高环保效益和社会效益的技术有着巨大且持续增长的需求。
随着风电技术发展,我国风电装机容量不断上升,风力发电将逐步成为电力系统重要的电力来源。
但受自然、技术等因素影响,风力发电引起的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题阻碍了其发展。
因此,如何控制好风力发电中的电能质量就显得十分重要。
关键词：风力发电；电能质量；问题；措施风力发电规模迅速扩大, 风电场并网是电力系统发展趋势。
但风力发电过程中产生的电力谐波、电压波动及闪变等问题, 严重影响着风力发电的效率。
只有这些问题得到有效解决, 才能发挥风力发电效能, 使整个发电系统稳定运行。
1风力发电并网技术企业要开展风力发电，必须选择适合企业相关情况的风力发电技术，这直接影响到企业后的电能质量。
合适的电网技术系统会影响风力发电机组的发电相位、发电机的电压频率和发电机输出峰值等相关数据。
发电机组容量的提高对风力发电技术的最直接影响是并网过程中产生的冲击。
并网过程中产生的冲击会降低发电机组的峰值发电量，损坏发电机组的物理部件，会对发电机的电机造成摩擦损坏，容易损坏支撑塔。
由于发电机组的发电系统与各发电机组的电网相连，并网的影响也会影响同一电网下的相关机组，破坏系统的稳定性，使发电机分离。
因此，适合企业的并网技术对企业有着重要的影响。
同步风力机具有效率高、体积小、结构紧凑、成本低、可靠性高、维护量小等特点。
同步发电机的无功功率和有功功率同时输出。
发电机转速稳定，负荷特性强，周期波稳定，发电机电能质量高。
同步风力发电机广泛应用于风力发电，几乎所有的企业。
均采用同步风电机组并网技术。
但同步风力发电机组并不是所有的优点。
在实际发电过程中，同步风力机对风力的控制较弱，不能形成稳定的电机运行。
转子转矩的波动不能控制在一定的参数范围内。
风电场电力质量的电能质量分析研究
风电场电力质量的电能质量分析研究随着社会的发展，电力质量问题越来越引起人们的关注。
而风电场这种新兴的能源形式也受到广泛关注。
在风电场中，电能质量是一个非常关键的问题，因为它决定了风力发电的可靠性和经济性。
本文将探讨风电场电力质量的电能质量分析研究。
首先我们将介绍电能质量的定义和标准。
然后我们将分析风电场电能质量的主要问题，并探讨影响电能质量的因素。
最后我们将讨论提高风电场电能质量的措施。
一、电能质量的定义和标准电能质量是指电能提供和使用过程中所涉及的电压、电流、电频、谐波、闪变等各项指标的优良程度，是衡量电能供应和使用技术水平的重要指标。
电能质量标准是指规定电能质量各项指标的指标值和相应的容许偏差范围。
电能质量标准是维护电网和电能使用质量的重要保障。
二、风电场电能质量的主要问题风电场电能质量的主要问题包括电压变化、频率变化、谐波、闪变等。
由于风力发电机的输出受风速影响，因此风电场电压和频率的波动较大。
此外，风电场电机转子和变桨系统的运动也会带来谐波和闪变。
三、影响电能质量的因素影响风电场电能质量的因素包括风速、风向、电机转速、风机切入和切出点、电流限制、变频器调节等。
其中，风速和风向是决定风电场风力发电能力的重要因素，也是影响风电场电能质量的大因素之一。
电机转速是影响风电场电能质量的另一个重要因素。
当电机转速过高或过低时，能量转换效率会降低，导致电能质量下降。
四、提高风电场电能质量的措施提高风电场电能质量的主要措施包括以下几点：1.优化风电场布局和设计。
合理设计和优化风电机型、风电场布局和设备配置可以最大程度地减少电力质量问题。
2.改善电机转速控制系统。
改进风电机组的转速控制系统，优化其PID控制算法和负载跟踪方法，可以在不降低电能产量的前提下提高电能质量。
3.使用谐波补偿装置。
使用有源或无源谐波补偿装置可以有效地控制谐波产生和传输，提高电能质量。
4.加强对谐波和闪变的监测和控制。
通过谐波和闪变监测系统，可以及时发现和解决电能质量问题。
风力发电中的电能质量问题的研究
风力发电中的电能质量问题的研究风力发电是一种重要的可再生能源，已经成为世界各国推动清洁能源转型的重要组成部分。
随着风力发电技术不断成熟和普及，人们也在逐渐意识到风力发电中存在的一些电能质量问题。
本文将针对风力发电中的电能质量问题展开研究，并分析解决这些问题的方法和技术。
我们需要了解风力发电中存在的电能质量问题。
风力发电是通过风力转动风力发电机发电，然后通过变压器将发电机输出的电能升压为合适的输电电压。
在这个发电过程中，存在着一些与电能质量相关的问题。
风力发电机输出的电能可能存在频率波动、电压波动、谐波扰动等问题，这些问题会对电力系统的运行和设备的寿命造成影响，甚至影响到用户电器的正常使用。
研究风力发电中的电能质量问题，对提高风力发电技术的可靠性和可持续发展具有重要意义。
我们需要分析造成风力发电中电能质量问题的原因。
风力发电机的输出电能受到风速的影响，风速的突然变化会导致风力发电机的输出功率和电能质量发生变化。
风力发电机的转子不平衡、非线性负载、电力电子器件的损坏等因素也会导致风力发电中的电能质量问题。
针对以上问题，我们需要探讨解决风力发电中电能质量问题的方法和技术。
可采用提高风电机组的控制系统来降低风力发电中的电能质量问题。
通过优化风电机组的控制策略，可以使得风力发电机在风速变化大和风机负荷变化大的情况下，也能够输出稳定的电能。
可以通过引入储能技术来提高风力发电系统的电能质量。
储能技术可以对风力发电系统输出的电能进行平滑化处理，降低电网的频率波动和电压波动。
还可以通过优化变流器的控制策略，降低谐波扰动的影响，提高风力发电系统的电能质量。
要加强风力发电系统的监测和维护工作，及时发现并处理风力发电系统中存在的问题，以确保风力发电系统的电能质量。
风力发电中存在的电能质量问题是一个需要引起重视的问题，研究解决这些问题的方法和技术对提高风力发电技术的可靠性和可持续发展具有重要意义。
通过不断的研究和实践，相信能够找到更多有效的技术手段来解决风力发电中的电能质量问题，推动风力发电技术的发展和应用。
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摘要：现阶段，风力发电在我国已初具规模，但风力发电并网会对电能质量造成不同程度影响，导致电力系统运行期间的安全性与平稳性无法得到根本上保障。
因此，为充分发挥出风力发电技术积极作用，还需要分析存在于风力发电期间的电能质量问题，制定专项可行解决对策。
关键词：风力发电；电能质量；存在问题；解决对策引言我国现代社会发展中,传统能源结构对于整体社会发展建设而言,已经不能满足其需求,因此新能源的有效开发与利用便成为现代能源战略发展目标的关键任务。
以常见太阳能与风能等资源举例,前沿技术使用可实现将太阳能和风能转化成电能资源,从而满足现代社会发展用电需求,有效实现现代电网飞速发展。
不过虽然新能源并网加强了能源的多元化,但同样也对电力系统产生电能质量造成了一定影响,所以需要针对出现的问题采取优化措施,充分提升新能源并网作用与效果。
1风电场运行主要特征1）并网型风电场的规模较大。
与离网型风电场的自主运行相比，并网型风电场的发电量一般都比较大（由几百个以上的风电机组组合而成），为大型电力系统提供了强有力的补偿和支撑，大幅增加了风力资源的实用价值。
2）高度的机械化。
与其他发电方式相比，并网型风电场在运行期间基本实现了无人看管、无人值守的工作状态，外界各项影响因素，如风速、风力等难以对其产生影响。
3）电力的高波动性。
并网型风电场在运行过程中，各发电机组的电能输出功率、实际运行效率等受到风速、风力大小等外界因素的影响，输出的电力具有间断性、高波动性等特征。
风力发电主要是以风速、风力等风能为运行动力，虽然此方式能够充分利用自然资源，有零污染排放的绿色节能优势，无论是占地面积还是施工进度都能获得预期的效果，但此方式也存在一定的缺陷，即风速、风向等无法通过人力进行控制，导致风电场的输出电力往往出现较大的波动，并入电网后导致电网处于不稳定的运行状态。
2风力发电中电能质量问题2.1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。
风力发电系统中的电力质量问题及解决方案研究
风力发电系统中的电力质量问题及解决方案研究摘要：本文针对风力发电系统中的电力质量问题展开研究，并提出相应的解决方案。
首先，分析了电力质量的特点和影响因素，进一步重点分析了风力发电系统中的三个主要电力质量问题，包括电压波动、频率偏移和谐波扰动。
针对这些问题，提出了相应的解决方案，包括引入储能装置、优化电网结构和增加电源接入点以及优化控制策略。
通过这些解决方案，可以有效地降低电力质量问题的程度，提高电网的稳定性和可靠性。
最后展望了未来的研究方向和发展趋势。
关键词：电力质量问题，电压波动，频率偏移，谐波扰动1、引言风力发电作为一种重要的可再生能源形式，已经得到广泛应用和发展。
然而，随着风力发电系统规模的不断扩大和接入电网的增加，电力质量问题成为制约其可靠性和稳定性的重要因素。
电力质量问题主要包括电压波动、频率偏移和谐波扰动等。
这些问题可能对电力设备的正常运行产生不利影响，甚至损坏用户的用电设备。
因此，深入研究风力发电系统中的电力质量问题，寻找解决方案具有重要的理论和实践意义。
2、电力质量问题的特点多样性：电力质量问题包括多个方面，如电压波动、频率偏移、谐波扰动、电压暂降暂升等。
随机性：电力质量问题的出现通常与外部因素和电力系统本身的动态特性有关，如风力发电系统中的风速变化、负载变化和电网状况的变化等。
时域特性：电力质量问题通常在时间域上表现为瞬时的、短暂的波动或扰动。
这些波动和扰动的时间尺度可以从毫秒级到几十秒不等。
3、电力质量的影响因素：风力发电系统的不稳定性：风力发电系统受风速变化的影响较大，引起了电力输出的波动和不稳定性，从而可能导致电压波动和频率偏移等问题。
系统故障和故障清除：电力系统中的故障，如短路和设备故障，会引发电压暂降、暂升和谐波等问题。
谐波源：谐波是电力质量中的重要问题之一，通常由非线性负载（如电力电子设备）引起。
谐波源的存在会导致电压和电流的谐波扰动，对电力系统和用户设备产生不利影响。
风力发电电能质量问题及治理措施浅析
谐 波 是 指 电 流 中 所 含 有 的 频 率 为 基 波 的 倍 数 的 辅 波 或 分 量 。 风 力 发 电 产 生 谐 波 的 途 径 主 要 有 ２ 种 ：① 风 力 发 电 机 自 身 配 备 的 电 力 电 子 装 置 可 能 带 来 谐 波 问 题 。 对 于 直 接 和 电 网 相 连 的 恒 速 风 力 发 电 机 ，在 软 启 动 阶 段 ，要 通 过 这 些 电 力 电 子 装 置 并 入 电 网 ，因 此 会 产 生 一 定 的 谐 波 ；② 通 常 双 馈 风 力 发 电 系 统 的 变 频 器 的 额 定 容 量 为 发 电 机 额 定 容 量 的 １／３， 甚 至 有 的 变 频 器 的 额 定 容 量 为 发 电 机 额 定 容 量 的 １／５，而 且 ，大 部 分 变 频 器 采 用 ＩＧＢＴ 元 器 件 和 脉 宽 调 制 技 术 ，变 频 器 本 身 谐 波 含 量 很 小 ，因 此 ，相 对 于 发 电 机 来 说 ，其 谐 波 含 量 较 小 。 ２ 电 能 质 量 治 理 措 施 ２．１ 应 用 静 止 型 动 态 无 功 补 偿 装 置 （ＳＶＣ） ２．１．１ ＳＶＣ 设 备 概 述
２０１６年 ６月 第 １１期 总第 ３５７期
风力发电中的电能质量问题的研究
风力发电中的电能质量问题的研究
电压波动是风力发电中的一个常见问题。
由于风速的变化、风机叶片的旋转等因素，
风力发电系统的电压波动往往十分明显，这会导致电能质量不稳定。
电压波动会对电网系
统造成影响，甚至引起设备损坏。
如何减轻或避免电压波动，提高风力发电系统的电能质量，是当前亟待解决的问题。
风力发电系统还常常受到频率偏移的影响。
由于风力发电系统的并网运行，其电力频
率往往需要与电网系统的频率保持同步。
由于风力发电系统的特殊性，其频率偏移问题也
十分突出。
频率偏移会对电网系统的稳定性产生负面影响，因此如何有效地控制频率偏移，提高电能质量，也是风力发电领域亟待解决的问题。
针对以上问题，我们可以采取一系列措施来提高风力发电系统的电能质量。
可以通过
优化风力发电系统的控制策略，提高系统的稳定性，有效减轻电压波动问题。
可以通过升
级设备、改进技术等手段，有效抑制系统中的谐波问题，减少对电网系统和设备的影响。
可以通过改进风力发电系统的并网控制策略，有效解决频率偏移问题，提高系统的电能质量。
除了技术手段外，政府、企业等各方也可以制定相关政策、标准，提高对风力发电电
能质量的要求和管理力度。
通过建立健全的监管体系，规范风力发电系统的建设和运行，
提高其电能质量，实现可持续稳定发电。
风力发电中的电能质量问题是一个综合性的议题，需要技术、政策、管理等多方面的
努力。
通过加强研究、深入探讨，我们可以找到有效的解决方案，提高风力发电系统的电
能质量，推动清洁能源的可持续发展。
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摘要：风力发电作为新时代绿色和可持续发展理念在电力产业中的新应用，受到地理和自然条件的多重影响，导致电力生产过程中出现电流冲击、电压波动和杂波等多种问题。
为了保证电力系统中的电能质量水平，必须要将风力发电机组作为一个重要组成部分来加以重视，而电能品质控制器则是其主要组成之一。
因此，探究如何提升风力发电企业在实际生产活动中电能的质量，以及如何预防、应对和解决风力发电可能出现的各种故障和潜在风险，已经变成了该企业的中心任务。
关键词：风力发电；电能质量；问题；措施1风力发电系统类型与特点1.1恒速恒频风力发电系统在恒速恒频风力发电系统中，通过维持发电机转速的稳定，可以获取与电网频率匹配的电能。
该系统由交流励磁机，永磁无刷励磁电动机及控制系统组成。
它的构造比较简洁，主要是使用同步电机和鼠笼型感应电机作为发电机。
其中，同步电机为转子励磁式结构，鼠笼异步电动机为定子绕组直接绕制而成，它们之间以机械连接方式联接在一起形成一个整体，称为风力机。
同步电机的转速是由极对数和频率所决定的，而鼠笼型感应电机的转速稍微超过了同步电机的转速。
由于这种特殊形式的发电机组具有良好的调速性能，因此它广泛应用于风能利用、船舶电力推进及海上风电等领域。
它的显著特性包括设计简洁、可靠性高、成本低廉以及维护需求较小；其不足之处在于气动效能不高，结构负荷也相对较大，仅能在同步转速下进行操作，而并网操作则相当复杂，风速的变化可能导致其偏离最优运行转速。
1.2变速恒频风力发电系统变速恒频风力发电系统被认为是风力发电领域的主导系统，它的风力机实行变速操作，发电机的转速会随着风速的改变而变化，并通过电力电子转换设备获得恒定频率的电能。
该系统对风电机组进行了模块化设计，并将变桨距控制、双馈异步风力发电机组与直流母线电压协调控制结合起来。
当风速发生变化时，该系统能够在捕捉最大风能的同时，调整发电机的转速，从而实现其最大功率输出。
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风力发电中的电能质量问题分析朱国朋
发表时间：2019-07-24T13:45:59.330Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：朱国朋肖毅雄程胜利
[导读] 摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源,具有很高的环境效益和社会效益。
（深圳智润新能源电力勘测设计院有限公司广东深圳 518000）
摘要：风能是一种清洁的、有可靠成本效益的发电资源,具有很高的环境效益和社会效益。
全球市场对于风力发电这样的具有很高环保效益和社会效益的技术有着巨大且持续增长的需求。
随着风电技术发展,我国风电装机容量不断上升,风力发电将逐步成为电力系统重要的电力来源。
但受自然、技术等因素影响,风力发电引起的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题阻碍了其发展。
因此,如何控制好风力发电中的电能质量就显得十分重要。
关键词：风力发电；电能质量；问题；措施
风力发电规模迅速扩大, 风电场并网是电力系统发展趋势。
但风力发电过程中产生的电力谐波、电压波动及闪变等问题, 严重影响着风力发电的效率。
只有这些问题得到有效解决, 才能发挥风力发电效能, 使整个发电系统稳定运行。
1风力发电并网技术
企业要开展风力发电，必须选择适合企业相关情况的风力发电技术，这直接影响到企业后的电能质量。
合适的电网技术系统会影响风力发电机组的发电相位、发电机的电压频率和发电机输出峰值等相关数据。
发电机组容量的提高对风力发电技术的最直接影响是并网过程中产生的冲击。
并网过程中产生的冲击会降低发电机组的峰值发电量，损坏发电机组的物理部件，会对发电机的电机造成摩擦损坏，容易损坏支撑塔。
由于发电机组的发电系统与各发电机组的电网相连，并网的影响也会影响同一电网下的相关机组，破坏系统的稳定性，使发电机分离。
因此，适合企业的并网技术对企业有着重要的影响。
同步风力机具有效率高、体积小、结构紧凑、成本低、可靠性高、维护量小等特点。
同步发电机的无功功率和有功功率同时输出。
发电机转速稳定，负荷特性强，周期波稳定，发电机电能质量高。
同步风力发电机广泛应用于风力发电，几乎所有的企业。
均采用同步风电机组并网技术。
但同步风力发电机组并不是所有的优点。
在实际发电过程中，同步风力机对风力的控制较弱，不能形成稳定的电机运行。
转子转矩的波动不能控制在一定的参数范围内。
当每个发电机连接到电网时，发电机需要。
发电机的频率应与系统频率和发电机出口功率相同。
电压与系统电压相同，最大误差应小于5%，发电机相序与系统相序相同，但同步发电机往往达不到上述精度标准，会出现一些系统误差。
并网时，要求运行人员调整发电机组，实现控制发电机组与系统的连接。
然而，如果在这个过程中出现错误，由于负载突然变化时转子的惯性，旋转角度不能立即稳定在新的值上，并且在新的稳定值周围有几个摆动。
这是同步风力发电机组容易出现的问题，但这些问题可以通过技术来解决。
与同步风机相比，与同步风机具有相同标准的异步风机在风机调速精度要求上明显优于同步风机，在发电机运行时，设备运行不同步或不连续。
关于设备和速度要求。
异步风力机控制力小，运行不复杂。
由异步风力机组成的风力机只需调整一个重要参数即可实现发电控制。
经简单控制，异步风力发电机组并网后运行平稳，无失步和振荡现象。
异步风机的优点是运行稳定，稳定性好，几乎没有问题。
然而，异步风力发电机组仍有不足之处。
当工作人员进行机组并网运行时，如果操作不当，会对电网产生较大的电流冲击，降低电网电压，降低系统运行的不平衡度，降低稳定性。
与可以产生无功功率的同步风力机不同，异步风力机需要手动补偿。
当系统频率增大到峰值时，机组的同步速度也会加快。
电动机旋转状态的变化将影响电能的产生，系统频率的降低和电网负荷的增加将影响电网的运行。
因此，在异步风力发电机组运行过程中，工作人员应随时了解运行情况。
2风力发电对电网电能质量的影响
2.1电压波动和闪变
电压波动指电压方均根值一系列相对快速变动或连续改变的现象。
电压波动大小可由相对电压变动特性d来描述:
CP(λ,β)———风能利用系数,是叶尖速比λ和桨距角β的函数。
由式(3)可知,风电机组的输出功率与风速、空气密度有关,其值随风况在零功率和额定功率之间不断波动,其中风速影响更大。
由于风电场风速的随机性大,风机功率频繁变化会引起电压频繁波动和闪变。
此外,受塔影效应、偏航误差等因素影响,风机叶轮的转矩波动会造成风
机输出功率的波动。
2.2谐波
恒速恒频风力发电系统在运行过程中没有电力电子元件参与,故没有谐波产生。
软并网装置含有电力电子元件,当机组在工作状态时,将产生部分谐波电流,但因为时间很短可以忽略不计。
变速恒频风力发电系统因要产生恒频电能,采用了大容量电力电子元件,给电网造成了严重的谐波污染,谐波干扰的程度取决于电力电子元件装置的整体设计结构及其安装的滤波装置性能,同时也与电网的短路容量有关。
此外,当风力发电机的无功补偿装置与线路电抗产生谐振,对谐波会起到严重的放大作用。
3提高电能质量的措施
3.1电压波动与闪变的抑制技术
供电网络结构、负荷特性以及电力系统短路容量大小是决定电压波动与闪变程度的重要因素。
同时,频繁启动功率较大的电机也会给系统造成很大冲击。
因而,抑制电压波动与闪变必然要从选择补偿装置、改善设备性能、提高供电能力等几方面来采取相应措施。
一般可通过降压、加设斩波器、串接电阻等方式实现电动机启动特性的改善。
通过如架设专用供电线路之类的供电方式的改造,可以有效降低电压波动和闪变问题的严重程度,但需从经济性角度衡量投资与效益的关系。
采用快速无功功率补偿装置也能很好抑制电压波动和闪变。
3.2电力谐波抑制技术
随着越来越多敏感负荷对滤波效果要求的提高以及全控型功率器件技术的进步,有源电力滤波器开始受到人们的重视。
有源电力滤波器相对于无源滤波器被动吸收固定谐波而言,其能动态产生与补偿谐波形状一致、相位相反的电流,以抵消非线性负荷产生的谐波电流,达到抑制谐波的目的。
有源电力滤波器响应速度快,能实现动态跟踪补偿,滤波效果不受系统参数影响的特点,使其成为抑制电力谐波的良好选择。
除此之外,电抗器、电容器等其他静止无功补偿装置也能对谐波起到较好的抑制效果。
结论
尽管电力技术已经能够使电力质量大幅提升,推动我国风电的技术进步,我国风电并网技术依旧不够完善,风力发电缺乏普适性,无法完全应用在全部风电企业中,我国的风力资源十分丰富,风力发电是研究方向首选的发电研究技术,需要各个发电企业共同推进风电技术能力,促进我国的风力发电技术发展。
参考文献
[1]李昆.浅析风力发电并网技术及电能质量控制[J].应用能源技术,2016,14(11):49-51.
[2]樊裕博.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].科技传播,2015,7(21):43-44.
[3]魏巍,关乃夫,徐冰.风力发电并网技术及电能质量控制[J].林电力,2018,42(5):24-26.。