風電場無功補償相關問題及解決方案作者：匿名2012年4月20日10336026336004

頻道：關鍵詞： 1。風力發(fā)電系統(tǒng)簡介

隨著經濟的快速增長和社會的全面進步，我的能源供應和環(huán)境污染問題日益突出。開發(fā)和利用可再生能源的需求更加迫切。風能作為可再生能源較重要的組成部分和唯一的經濟發(fā)電模式，以其清潔無污染、建設周期短、投資靈活、占地面積小、社會經濟效益好等優(yōu)點，受到世界各政府的高度重視。隨著風力發(fā)電技術的快速發(fā)展和家政策對可再生能源發(fā)電的重視，我風力發(fā)電建設進入了快速發(fā)展時期。

我風力資源豐富，但適合大規(guī)模發(fā)展風電的地區(qū)一般位于電網末端。由于這里電網結構薄弱，大規(guī)模風電接入電網后，可能會出現(xiàn)電網電壓等級下降、線路輸電功率超過熱極限、系統(tǒng)短路容量增大、系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性變化等一系列問題。隨著風電場規(guī)模的增加，風電場與電網的相互影響越來越大，系統(tǒng)對風力發(fā)電系統(tǒng)的要求也越來越嚴格。風電系統(tǒng)的兩個主要要求是正常運行狀態(tài)下的無功功率控制和故障狀態(tài)下的穿越能力。

一般來說，風電場的無功需求來自兩個方面：風力發(fā)電機和干式變壓器。干式變壓器的無功損耗分為正常運行時的繞組損耗和空載運行時的鐵心損耗。無論運行與否，只要干式變壓器與主網相連，鐵心的勵磁無功損耗始終存在。

在風力發(fā)電系統(tǒng)中，風力發(fā)電機是能量轉換的核心部分，風力發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)發(fā)電機的運行方式分為恒速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)和變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)兩種。

普通異步發(fā)電機廣泛用于恒速恒頻發(fā)電機組，正常運行在超同步狀態(tài)，滑差s為負。電機工作在發(fā)電機狀態(tài)，轉差率變化范圍很小(s5%)，風速變化時發(fā)電機轉速基本不變。正常運行時，電壓無法控制，不能像同步發(fā)電機那樣提供電壓支持能力，不利于電網故障時系統(tǒng)電壓的恢復和系統(tǒng)穩(wěn)定；產生的電能也隨著風速的波動而敏感地波動。如果風速變化很快，感應電機消耗的無功功率會隨著轉速的變化而不斷變化。由于恒速恒頻發(fā)電機組不能控制無功功率交換，需要吸收一定量的無功功率，通常在發(fā)電機組出口并聯(lián)電容器組，但單純依靠常規(guī)補償電容器無法滿足無功功率補償要求，可能會造成風電機組的電能質量問題，如電壓閃變、無功功率波動、故障閾值下的穿越能力等。因此，恒速恒頻發(fā)電機組需要靜態(tài)無功補償裝置來優(yōu)化其在正常閾值和故障條件下的運行。工程上通常采用靜止無功補償器SVC或STATCOM調節(jié)無功功率，起動時采用軟啟動降低發(fā)電機電流。恒速恒頻發(fā)電機組適用于低功率系統(tǒng)，一般不高于600 kW。

變頻恒速風力發(fā)電機采用電力電子變頻器，通過一定的控制策略可以使風力發(fā)電機的有功和無功輸出解耦，即風力發(fā)電機的有功和無功輸出可以分開控制，并具有電壓控制能力。變頻恒速風力發(fā)電機可以提高運行中的功率因數(shù)，但功率 #p#分頁標題#e#

《家電網公司風電場接入電網技術規(guī)定》中的無功功率要求如下：

1)當風力發(fā)電機以不同的輸出功率運行時，風力發(fā)電機的可控功率因數(shù)應在-0.95至0.95之間變化。將同步發(fā)電機的功率因數(shù)控制在-0.95至0.95之間，要求勵磁裝置具有功率因數(shù)調節(jié)的相關功能。

2)風電場無功功率的調節(jié)范圍和響應速度應滿足風電場并聯(lián)點電壓調節(jié)的要求。風電場升壓變電站高壓側功率因數(shù)原則上配置為1.0，運行時可控制為-0.98 ~ 0.98。

3)風電場的無功電源包括風力發(fā)電機組和風電場的無功補償裝置。先先，要充分利用風電機組的無功容量及其調節(jié)能力。如果僅僅風力發(fā)電機組的無功功率容量不能滿足系統(tǒng)電壓調節(jié)的需要，我們需要考慮在風電場安裝無功功率補償裝置。風電場的無功補償裝置可以使用電容器或成組切換的電抗器組，以及靜態(tài)無功補償器或其他更先進的無功補償裝置，這些裝置在必要時可以連續(xù)調節(jié)。由于同步發(fā)電機可以提供一定的無功功率容量，風電場無功功率補償裝置的容量需要相應降低。一般來說，較好不要使用分組開關電容，而要使用SVC和STATCOM。

《家電網公司風電場接入電網技術規(guī)定》要求風電場的工作電壓如下：

1)當風電場并聯(lián)點電壓偏差在-10%至10%之間時，風電場應能正常運行。

2)當風電場并網點電壓偏差超過10%時，風電場的運行狀態(tài)由風電場所選擇的風電機組的性能決定。

3)當風電場并網點電壓低于額定電壓的90%時，風電場應具有一定的低電壓維持能力(低電壓維持能力是指當電壓降低時，風電場維持并網運行的能力)。

4)風電場參與電壓調節(jié)的方式包括調節(jié)風電場無功功率和調節(jié)風電場升壓變電站主變壓器的變比(當無功功率補償裝置安裝在低壓側時)。

5)風電場的無功功率應在其容量范圍內自動調節(jié)，以便風電場能夠

6) 風電場變電站的主干式變壓器宜采用有載調壓干式變壓器。分接頭切換可手動控制或自動控制，根據(jù)電力調度部門的指令進行調整