“风力发电机组的电能质量”描述风力发电机组的发电系统与电网的相互作用的电气性能。用于测量和度量风力发电机组电能质量的方法早已在国家层面上得到了开发，但是跨国界的电网需要国际标准。
完美的电能质量意味着电压、电流是连续的、正弦的，也就是指它们有恒定的幅值和频率。
与电网连接的风力发电机组影响电网的电能质量。风力发电机组和电网总是在不断地相互作用，如图9-11所示。
电能质量取决于电网与风力发电机组的相互作用。IEC61400-21定义了风力发电机组的电能质量特性，这些特性可以用于反映风力发电机组对电网的影响。由风力发电机组导致的电网干扰可以是电压畸变、频率畸变及失效，如图9-11所示。
风力发电机组对电网的干扰主要是由电压畸变引起的。大型电力系统的频率通常非常稳定，因此风力发电机组通常并不能影响频率。但是对于小型独立电网情况就有所不同，此时风力发电机组可能导致频率变化。风力发电机组正常情况下并不会导致高压电网的任何中断/故障。如今设计的风力发电机组如果电网故障，保护系统都能使其与电网解列。这方面将来可能产生严重的问题，如在丹麦，到2030年风力发电在整个电力消耗中要占到50%，这个问题就必须正视。电网故障，如果大型风场再同时与电网解列，就可能会出现整个电力系统稳定性方面的严重后果。对于这点，目前的研究成果集中在使风电场对于电网故障更鲁棒，如使用电力电子设备。
图9-11 以电网与风力发电机组相互干扰形式表示的电能质量
电压畸变可在不同的时间间隔进行描述：
1）稳态电压变化有效值以频率小于0.01Hz所发生电压有效值变化来衡量。(www.xing528.com)
2）闪变扰动是电压以0.01～35Hz频率波动，它可能导致家庭电灯的可见变化。
3）谐波是电压以50Hz以上的频率波动，它是由于电力电子装置（变频器）的存在而导致的。
4）暂态随机的电压波动，是由于与电容器组连接导致的。
电能质量分析对连续和投切运行两种状态进行（Ris∅和DEFU，1996）。连续运行是指风力发电机组与电网永久连接的连续运行。投切运行条件主要是指开关操作，发生在短时间间隔内。
在连续运行情况下，主要分析缓慢的电压变化、闪变以及谐波畸变，见表9-1。在投切运行情况下，在与发电机连接时关注的是闪变和电压下降，在与电容器组连接时，关注的是电压变化。
表9-1 不同运行模式下的电能质量分析
不同的电网结构和所使用的风力发电机组类型，可能出现不同的电能质量问题。如对于定转速风力发电机组，风的自然变化以及塔架阴影会导致功率波动，从而导致闪变干扰。对于变转速风力发电机组，由于变频器的存在会给电网注入谐波电流。大型电力系统的频率正常情况下是很稳定的，但是在弱电网或小的独立电网，此时有柴油发电机，风力发电机组可能导致频率波动。
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