浅析风电厂无功补偿及谐波治理装置

《浅析风电厂无功补偿及谐波治理装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅析风电厂无功补偿及消谐装置的应用随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，对绿色清洁能源的需求越来越迫切。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染的绿色能源。目前，越来越多的风电厂建成并网发电。由于风电厂具有自己独特的特点，这随之产生了风电并网的问题，在风电并网运行中会出现以下问题：（1）风机出力波动大引起电压波动；（2）电压调节能力弱，不能在规定的范围内调节；（3）电网扰动造成的电压变化可能造成风机大面积解列，影响系统的稳定与安全；（4）可调度性差；（5）

2、部分感应式发电机无功消耗高；为了解决以上问题，风电厂无功及谐波的治理发展由简单的消谐消弧装置到SVC，再到更为先进的SVG设备。为了了解风电厂的无功补偿及谐波治理装置，首先我们需要明确一些关于无功和谐波的基本概念。无功功率:电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功，Q表示这种能量交换的幅度。无功功率的表达式为：Q=UIsinφ式中无功的单位为Var（乏），线电压的单位为V（伏），视在电流I单位为A（安）。功率因数：在正弦电路中，功率因数是由电压和电流之间的相角差决定的，

3、这种情况下，功率因数常用COSφ表示。视在功率S=UI,有功功率P=UIcosφcosφ=P/S感性无功：电流矢量滞后电压矢量90度。如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等。容性无功：电流矢量超前电压矢量90度。如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等。基波无功：与电源频率相等的无功。谐波无功：与电源频率不相等的无功。无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的容量和导线容量增加。使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。无功

4、功率不做功，但占用电网容量和导线截面积，造成线路压降增大，使供配电设备过载，谐波无功使电网受到污染，甚至会引起电网振荡颠覆。谐波的基本概念频率为1/T的分量为基波，频率为大于1的整数倍基波（50Hz）频率的分量称为谐波，谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比。谐波的危害谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波电流流过时，会使线路过热甚至发生火灾。谐波影响各种电气设备正常工作，谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大。谐波会导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测

5、量仪表计量不准确。谐波会对通讯线路造成干扰。为了平衡电压，保持电力系统稳定运行，需要对风电厂进行无功补偿。无功补偿是指根据电网中的无功类型，人为地补偿容性无功或感性无功来抵消线路中的无功功率。是为了减小供配电线路中往复交换的无功功率，提高供配电线路的利用率。无功补偿的主要作用：（1）校正动态无功负荷的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。（2）改善电压调整，稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。（3）提高电力系统的静态和动态稳定性，阻尼功率振荡。（4）降低过电压。（5）减少电压闪烁。（6）减少电压和电流的不平衡。无功补偿分为动态无功

6、补偿和静态无功补偿。另外，我们需要注意的是：现在的静态无功补偿和动态无功补偿其实是在炒作概念，从理论上说，现在全部是静态无功补偿，只有静止补偿和自动补偿之分。静态无功补偿：一般大家所说的静态无功补偿指的是“开关投切电容器组或电抗器组”。无功补偿当前主要采用SVC、SVG等静态无功补偿设备来进行无功补偿，这些设备可以实现自动补偿。SVC、SVG等被称为静止无功发生器，主要具备如下主要功能：（1）在电力系统扰动情况下，提供有效的电压支撑；（2）提高输电系统的静态和动态稳定性；（3）降低暂态过电压；（4）阻尼系统的低频和次同步振荡；（5）

7、减小电压和电流的不平衡，抑制不对称负荷；（6）减小由于电压波动引起的闪变；（7）增加输电线路的有功功率传输容量；（8）滤除流入系统的谐波电流；（9）提高系统进线的功率因数；（10）高压直流输电系统中应用SVG，能快速补偿换流站所需要的无功功率，稳定弱系统的波动，保证可靠换流。性能特征（1）模块化设计，（2）高性能高可靠性控制保护装置（3）领先的直流侧电压平衡技术（4）先进的后台系统（5）集成录波功能（6）完善的保护功能（7）强大的通信功能动补与静补的主要区别及优点静补投切速度慢，不适合负载变化频繁的场合，容易产生欠补或者过补偿，造成

8、电网电压波动，损坏用电设备；并且有触点投切设备寿命短，噪声大，维护量大，影响电容器使用寿命。动补可对任何负载情况进行实时快速补偿，并有稳定电网电压功能，提高电网质量，同时具备治理谐波的功能。无功补偿的三种主要形式MSC/MSR~机械投