胡罡

【摘 要】為了解決當(dāng)前包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定特性，筆者在此進行了探究分析。其中包括影響電壓穩(wěn)定的影響因素，即風(fēng)速、風(fēng)電輸出功率的增加以及系統(tǒng)瞬間故障，這種優(yōu)化調(diào)節(jié)方式，不但能夠保證風(fēng)電系統(tǒng)電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，而且還能提高包裝企業(yè)機電設(shè)備的機械效率。

【關(guān)鍵詞】包裝企業(yè) 風(fēng)電系統(tǒng) 電壓穩(wěn)定 影響因素

引言

傳統(tǒng)包裝企業(yè)在風(fēng)電系統(tǒng)改進措施上存有一定的缺陷，一方面由于風(fēng)電系統(tǒng)中電壓、電流的動態(tài)變化，造成風(fēng)電系統(tǒng)負載運行加大，設(shè)備有用功率降低。但是通過現(xiàn)有模式的改進，不但提高了設(shè)備的機械效率，而且在電壓、電流系統(tǒng)穩(wěn)定性方面也有了逐步的改善。

1 國內(nèi)外包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)展概況

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外包裝企業(yè)在設(shè)備優(yōu)化改進措施方面。根據(jù)近幾年國內(nèi)外包裝企業(yè)發(fā)展指標進行分析，每年包裝企業(yè)大約有30%都逐步采用風(fēng)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅節(jié)省資源，并且還符合環(huán)保標準。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，如下表所示，其中美國包裝企業(yè)裝機容量最多已達到900MW，每年都以12%的上升指數(shù)進行調(diào)整。而國內(nèi)根據(jù)我國包裝企業(yè)的市場分布，其中主要分布于東北、華北以及西北，其中風(fēng)電系統(tǒng)包裝企業(yè)數(shù)量最多的省份為廣東、福建、黑龍江、河北以及甘肅等，這幾個省份占有全國總裝機容量的30%、22%、14%、12%、10%。全國總裝機容量為530MW，我國這種風(fēng)電系統(tǒng)的改進優(yōu)化，減少一次能源煤炭使用量700t，并且這種風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)電來源廣泛，只要有足夠的風(fēng)力，便可進行發(fā)電，由風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，以便于供包裝設(shè)備正常使用。

全球包裝企業(yè)裝機容量數(shù)據(jù)表

國家 美國 中國 德國 法國 韓國

裝機容量 900MW 530MW 470MW 420MW 380MW

2 風(fēng)電系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

由于包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)采用的電能都是來自外部的風(fēng)電場，當(dāng)風(fēng)電場輸出功率大于額定功率時便會造成風(fēng)電系統(tǒng)出現(xiàn)波動性，使其造成包裝設(shè)備供電系統(tǒng)的損壞。根據(jù)包裝企業(yè)選用風(fēng)電機組的類型，大多分為：異步發(fā)電機、雙饋感應(yīng)發(fā)電機以及永磁直驅(qū)同步發(fā)電機，該電機不僅能夠調(diào)制風(fēng)電場的輸出功率，而且還能對齒輪箱內(nèi)轉(zhuǎn)子的速率進行控制，進一步提高設(shè)備機械效率。

異步發(fā)電機組風(fēng)電系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)包括：風(fēng)力機、變速箱、異步感應(yīng)發(fā)電機、無功補償電容器組，最終與電網(wǎng)終端系統(tǒng)相連，使之構(gòu)成異步發(fā)電機組風(fēng)電系統(tǒng)，異步風(fēng)電機組結(jié)構(gòu)組成簡便，但是波動性較大，影響包裝設(shè)備的正常使用。假設(shè)異步發(fā)電機額定功率為3KW，但是由于設(shè)備輸出功率較大，超過原有額定功率的波動范圍，便會造成包裝設(shè)備風(fēng)電系統(tǒng)側(cè)吸收無功功率，使之造成設(shè)備的損壞。

雙饋感應(yīng)發(fā)電機組風(fēng)電系統(tǒng)包括風(fēng)力機、變速箱、轉(zhuǎn)子側(cè)變流器、網(wǎng)測變流器，起主要作用的是轉(zhuǎn)子變流器和網(wǎng)測變流器。轉(zhuǎn)子變流器能夠調(diào)節(jié)饋線內(nèi)的電流，保證輸出功率均勻穩(wěn)定，其次便是該變流器對電壓頻率的調(diào)整，由發(fā)電機輸出的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海涣麟妷恨D(zhuǎn)換至直流電壓過程需要對傳輸波形進行解耦控制。每傳輸一個波形頻段，該PWM變流器便會將傳輸?shù)恼也ㄐ无D(zhuǎn)變?yōu)橛嘞也ㄐ?。不改變傳輸頻率、幅值、周期，使之保證電流電壓的穩(wěn)定性。

其次便是永磁直驅(qū)同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)組成部分，可分為：風(fēng)力機、永磁同步發(fā)電機、機側(cè)變流器、同側(cè)變流器，最終與電網(wǎng)終端系統(tǒng)相連。該發(fā)電機不需要齒輪箱對風(fēng)電機進行提速，以便于更好的控制感應(yīng)電流。而是采用變流器與電網(wǎng)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，對電流實現(xiàn)交直交、交變交的交變方式，這種交變方式的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，與雙饋線相比，具有與電網(wǎng)終端相隔離的優(yōu)點，電網(wǎng)運行中的電壓不會干擾永磁直驅(qū)同步電機中的電壓，保證2個電壓都處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 風(fēng)電系統(tǒng)對電壓穩(wěn)定的影響

隨著風(fēng)電注入功率的不斷增大，導(dǎo)致風(fēng)電機負荷有功增量增加。根據(jù)包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，其中的影響因素包括：風(fēng)速、風(fēng)電輸出功率的增加以及系統(tǒng)瞬間故障。包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)運行功率為總功率40%時，風(fēng)電系統(tǒng)便會向終端系統(tǒng)吸收無功，減少終端運行系統(tǒng)的負載，提升風(fēng)電系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性。風(fēng)速的增加，會提升系統(tǒng)接入容量。當(dāng)風(fēng)速增加到額定值時，整個終端運行系統(tǒng)便會處于無功支撐狀態(tài)，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。風(fēng)速會帶動齒輪箱轉(zhuǎn)子運行速率的提升，減少外界無用功的增加。風(fēng)電輸出功率的增加也會提升風(fēng)電系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，風(fēng)電機組按照功率因數(shù)為1的狀態(tài)運行，當(dāng)功率因數(shù)小于0.5時，便會造成風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)觸接點靈敏度的下降，此時風(fēng)電組的重負荷接點中的電壓始終按照最大輸出功率運行，運行功率達到10kW。但風(fēng)電輸出功率的增加，此時的運行功率因數(shù)便會達到飽和值1，電壓VC運行穩(wěn)定曲線便會始終處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。

其次便是系統(tǒng)瞬間故障對電壓穩(wěn)定的影響，根據(jù)當(dāng)前包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)的運行狀況，其在三相對稱故障點設(shè)置的間隔時間為0.2s，該運行階段主要控制母線中電壓值的變化幅度范圍。假設(shè)設(shè)置故障點的時間間隔過長，達到2s-3s的間隔狀態(tài)，便會造成電壓長時間處于饋電狀態(tài)。但是由于設(shè)置時間間隔短，并且超負載運行時間能夠簡化控制，使得電壓變化范圍在±4%，這種調(diào)節(jié)范圍能夠大幅度降低電壓輸出功率的補償。

結(jié)語

通過對包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定因素的研究分析，使得筆者對風(fēng)電系統(tǒng)有了更為深刻的認知。這種風(fēng)電模式的改進，不但提升了包裝企業(yè)風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對電流、電壓進行穩(wěn)定控制，而且設(shè)備的機械效率與原有相比也有大幅度的提升，以此帶動企業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1]杜明.淺析在電力系統(tǒng)中變壓器的干燥處理[J].民營科技，2014，32（18）：23-24.

[2]劉磊.電力系統(tǒng)2次設(shè)備的包裝設(shè)計[J].包裝工程，2012，48（65）：48-49.

[3]李鋼.高壓脈沖電場殺菌電力系統(tǒng)的研究[J].包裝與食品機械，2009，17（53）：31-32.

[4]馬爽.食品包裝決策中的三方博弈分析[J].工業(yè)工程與管理，2011，44（26）：57-58.