摘 要:由于洁净并且可再生,风力资源被越来越多的应用于发电系统中,但是由于技术的不成熟,还存在许多难以解决的问题,电压波动就是其中值得特别关注的问题之一。本文简要介绍了电压波动及其产生原因,并在此基础上提出了几点的应对措施。

由于能源的日益短缺和人们对环境保护的要求越来越高,清洁可再生的风能以及洁净的风力发电技术被越来越多的应用。发展风力发电技术成为我国改善能源结构、保护环境的重大举措,成为我国未来能源利用与工业发展的战略组成部分。但是,由于风资源的间歇性、随机性造成风力发电的不稳定性,加上电网负荷的波动性等因素的影响,使得在利用风电时有较大难度,会增加电网的调峰、调频、调压难度,严重影响输电变电设备以及用电设备的安全。

电压波动是影响风力发电电能质量的主要负面因素之一,对于发电环节、配电环节、用电环节等都会带来较大的危害,因此作为电力工作者,有必要加深对电压波动的认识与研究,以便在以后的学习工作中更好地应对可能出现的问题。

1 电压波动及其产生原因

电压波动是指一系列电压变动或工频电压包络线的周期性变化。在风力发电系统中,引起电压波动的最根本原因是发电机组输出功率的变化,而引起发电机组输出功率变化的原因多种多样,现简要介绍几个主要原因。

1 . 1 风资源的状况

风力发电靠风力吹动发电机做功,将风能转换为电能,风能是发电的基础,因此风资源质量的好坏会影响电能的质量。例如平均风速、湍流强度等都会影响到风力发电机组的输出功率,进而引起电压波动。

1 . 2 风力发电机组本身的特性

风力发电机组的作用是将风能转换为电能,在整个过程中是作为至关重要的中间环节的,因此,机组的特性对能量转换的质量、效率等都有较大的影响。例如,变速机组与恒速机组对于相同的风况的响应是不一样的;风电机组的起停、切换也会对电能质量造成影响,影响输出电压、输出电流的稳定,有可能引发电压波动。

1 . 3 大功率设备的起停

目前,发电系统供给电能的很大一部分是用于工业生产,而工业生产中要用到许多大功率设备,例如挖矿设备、炼钢设备,由于工业发展的规模越来越大,这些设备的额定功率也越来越大,启用这些设备的直接结果就是导致电网电压波动。当然,停用这些设备的时候就如同大面积停电,必然也会引起电压波动。

此外,发电机组的控制系统,操作人员的操作技术,带冲击负载的大功率设备的起停等状况都会引起一定程度的电压波动。

2 应对及抑制措施

由于引起电压变动的原因是多种多样的,相对应地就需要许多抑制措施来处理不同状况下的电压波动,但归结起来如下几种主要措施可以应对大部分情况下的电压波动。