风电场无功补偿存在的问题及解决方案

风电场无功补偿相关问题及解决方案作者：匿名2012年4月20日10336026336004

频道：关键词： 1。风力发电系统简介

随着经济的快速增长和社会的全面进步，我的能源供应和环境污染问题日益突出。开发和利用可再生能源的需求更加迫切。风能作为可再生能源较重要的组成部分和唯一的经济发电模式，以其清洁无污染、建设周期短、投资灵活、占地面积小、社会经济效益好等优点，受到世界各政府的高度重视。随着风力发电技术的快速发展和家政策对可再生能源发电的重视，我风力发电建设进入了快速发展时期。

我风力资源丰富，但适合大规模发展风电的地区一般位于电网末端。由于这里电网结构薄弱，大规模风电接入电网后，可能会出现电网电压等级下降、线路输电功率超过热极限、系统短路容量增大、系统暂态稳定性变化等一系列问题。随着风电场规模的增加，风电场与电网的相互影响越来越大，系统对风力发电系统的要求也越来越严格。风电系统的两个主要要求是正常运行状态下的无功功率控制和故障状态下的穿越能力。

一般来说，风电场的无功需求来自两个方面：风力发电机和干式变压器。干式变压器的无功损耗分为正常运行时的绕组损耗和空载运行时的铁心损耗。无论运行与否，只要干式变压器与主网相连，铁心的励磁无功损耗始终存在。

在风力发电系统中，风力发电机是能量转换的核心部分，风力发电系统根据发电机的运行方式分为恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两种。

普通异步发电机广泛用于恒速恒频发电机组，正常运行在超同步状态，滑差s为负。电机工作在发电机状态，转差率变化范围很小(s5%)，风速变化时发电机转速基本不变。正常运行时，电压无法控制，不能像同步发电机那样提供电压支持能力，不利于电网故障时系统电压的恢复和系统稳定；产生的电能也随着风速的波动而敏感地波动。如果风速变化很快，感应电机消耗的无功功率会随着转速的变化而不断变化。由于恒速恒频发电机组不能控制无功功率交换，需要吸收一定量的无功功率，通常在发电机组出口并联电容器组，但单纯依靠常规补偿电容器无法满足无功功率补偿要求，可能会造成风电机组的电能质量问题，如电压闪变、无功功率波动、故障阈值下的穿越能力等。因此，恒速恒频发电机组需要静态无功补偿装置来优化其在正常阈值和故障条件下的运行。工程上通常采用静止无功补偿器SVC或STATCOM调节无功功率，起动时采用软启动降低发电机电流。恒速恒频发电机组适用于低功率系统，一般不高于600 kW。

变频恒速风力发电机采用电力电子变频器，通过一定的控制策略可以使风力发电机的有功和无功输出解耦，即风力发电机的有功和无功输出可以分开控制，并具有电压控制能力。变频恒速风力发电机可以提高运行中的功率因数，但功率 #p#分页标题#e#

《家电网公司风电场接入电网技术规定》中的无功功率要求如下：

1)当风力发电机以不同的输出功率运行时，风力发电机的可控功率因数应在-0.95至0.95之间变化。将同步发电机的功率因数控制在-0.95至0.95之间，要求励磁装置具有功率因数调节的相关功能。

2)风电场无功功率的调节范围和响应速度应满足风电场并联点电压调节的要求。风电场升压变电站高压侧功率因数原则上配置为1.0，运行时可控制为-0.98 ~ 0.98。

3)风电场的无功电源包括风力发电机组和风电场的无功补偿装置。先先，要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力。如果仅仅风力发电机组的无功功率容量不能满足系统电压调节的需要，我们需要考虑在风电场安装无功功率补偿装置。风电场的无功补偿装置可以使用电容器或成组切换的电抗器组，以及静态无功补偿器或其他更先进的无功补偿装置，这些装置在必要时可以连续调节。由于同步发电机可以提供一定的无功功率容量，风电场无功功率补偿装置的容量需要相应降低。一般来说，较好不要使用分组开关电容，而要使用SVC和STATCOM。

《家电网公司风电场接入电网技术规定》要求风电场的工作电压如下：

1)当风电场并联点电压偏差在-10%至10%之间时，风电场应能正常运行。

2)当风电场并网点电压偏差超过10%时，风电场的运行状态由风电场所选择的风电机组的性能决定。

3)当风电场并网点电压低于额定电压的90%时，风电场应具有一定的低电压维持能力(低电压维持能力是指当电压降低时，风电场维持并网运行的能力)。

4)风电场参与电压调节的方式包括调节风电场无功功率和调节风电场升压变电站主变压器的变比(当无功功率补偿装置安装在低压侧时)。

5)风电场的无功功率应在其容量范围内自动调节，以便风电场能够

6) 风电场变电站的主干式变压器宜采用有载调压干式变压器。分接头切换可手动控制或自动控制，根据电力调度部门的指令进行调整