風(fēng)電場無功補償相關(guān)問題及解決方案作者：匿名2012年4月20日10336026336004

頻道：關(guān)鍵詞： 1。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡介

隨著經(jīng)濟的快速增長和社會的全面進步，我的能源供應(yīng)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(fēng)能作為可再生能源較重要的組成部分和唯一的經(jīng)濟發(fā)電模式，以其清潔無污染、建設(shè)周期短、投資靈活、占地面積小、社會經(jīng)濟效益好等優(yōu)點，受到世界各政府的高度重視。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和家政策對可再生能源發(fā)電的重視，我風(fēng)力發(fā)電建設(shè)進入了快速發(fā)展時期。

我風(fēng)力資源豐富，但適合大規(guī)模發(fā)展風(fēng)電的地區(qū)一般位于電網(wǎng)末端。由于這里電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)后，可能會出現(xiàn)電網(wǎng)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(fēng)電場規(guī)模的增加，風(fēng)電場與電網(wǎng)的相互影響越來越大，系統(tǒng)對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的要求也越來越嚴(yán)格。風(fēng)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(fēng)電場的無功需求來自兩個方面：風(fēng)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(wǎng)相連，鐵心的勵磁無功損耗始終存在。

在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)力發(fā)電機是能量轉(zhuǎn)換的核心部分，風(fēng)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和變速恒頻風(fēng)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(zhuǎn)差率變化范圍很小(s5%)，風(fēng)速變化時發(fā)電機轉(zhuǎn)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(wǎng)故障時系統(tǒng)電壓的恢復(fù)和系統(tǒng)穩(wěn)定；產(chǎn)生的電能也隨著風(fēng)速的波動而敏感地波動。如果風(fēng)速變化很快，感應(yīng)電機消耗的無功功率會隨著轉(zhuǎn)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(fēng)電機組的電能質(zhì)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(diào)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(fēng)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(fēng)力發(fā)電機的有功和無功輸出解耦，即風(fēng)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(fēng)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(biāo)題#e#

《家電網(wǎng)公司風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中的無功功率要求如下：

1)當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機以不同的輸出功率運行時，風(fēng)力發(fā)電機的可控功率因數(shù)應(yīng)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(diào)節(jié)的相關(guān)功能。

2)風(fēng)電場無功功率的調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度應(yīng)滿足風(fēng)電場并聯(lián)點電壓調(diào)節(jié)的要求。風(fēng)電場升壓變電站高壓側(cè)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(fēng)電場的無功電源包括風(fēng)力發(fā)電機組和風(fēng)電場的無功補償裝置。先先，要充分利用風(fēng)電機組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力。如果僅僅風(fēng)力發(fā)電機組的無功功率容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的需要，我們需要考慮在風(fēng)電場安裝無功功率補償裝置。風(fēng)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(diào)節(jié)。由于同步發(fā)電機可以提供一定的無功功率容量，風(fēng)電場無功功率補償裝置的容量需要相應(yīng)降低。一般來說，較好不要使用分組開關(guān)電容，而要使用SVC和STATCOM。

《家電網(wǎng)公司風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求風(fēng)電場的工作電壓如下：

1)當(dāng)風(fēng)電場并聯(lián)點電壓偏差在-10%至10%之間時，風(fēng)電場應(yīng)能正常運行。

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

3)當(dāng)風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓低于額定電壓的90%時，風(fēng)電場應(yīng)具有一定的低電壓維持能力(低電壓維持能力是指當(dāng)電壓降低時，風(fēng)電場維持并網(wǎng)運行的能力)。

4)風(fēng)電場參與電壓調(diào)節(jié)的方式包括調(diào)節(jié)風(fēng)電場無功功率和調(diào)節(jié)風(fēng)電場升壓變電站主變壓器的變比(當(dāng)無功功率補償裝置安裝在低壓側(cè)時)。

5)風(fēng)電場的無功功率應(yīng)在其容量范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)，以便風(fēng)電場能夠

6) 風(fēng)電場變電站的主干式變壓器宜采用有載調(diào)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(diào)度部門的指令進行調(diào)整