风电场不同无功补偿方法运行特点及优化措施

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1、风电场不同无功补偿方法运行特点及优化措施苏文博山东国华时代投资发展有限公司摘要：近几年來，风力发电成为非化石燃料发电重要的来源，主要原因是口益成熟的风电技术以及其独特的优势。迄今为止，许多国内外的学荠深入探索和研宂了风电接入电力系统，同时取得了显著性的成果，与此同时依然存在一些潜在的问题，例如:逐渐扩大的风电场规模以及风电容量在电网中所占的比例致使风电并网运行给区域电网所带来很大的影响。B前，风能是一种可再生、无污染的新能源，在新能源开发方面，风能的开发及其利用备受关注，除此之外，还有与风电相关的技术及其产业。本文不仅分析了风电场中的

2、无功补偿技术，同时还总结了它的各种特点，然后比较了风电场中无功补偿的不同方式，最后提出了风电场中无功补偿的关键要点。关键词：风电场;无功补偿方法;运行特点;优化措施;作者简介：苏文博（1986—），男，汉族，陕西咸阳人，学士，山东国华时代投资发展有限公司，助理工程师，研宄方向：风力发电。在我国，伴随着新能源技术的迅速发展，对风能的开发和利用技术也逐渐成熟。传统的风能发电仅仅是采用小型风力发电机来自给自足，而现在先进的风能发电则是由许多发电装置集合在一起的发电网络，具有联网发电和规模大的特点。在风力发电的实际运行中，风电机组的出力之所以

3、会产生一定的波动性、间歇性,主要是因为风能本身就具有波动性。在我国异步发电机是风力发电装罝应用最普遍的一种，但是这种方法的缺点是效果却不是很好。因此，在实际的应用中有许多技术难题，比如无功平衡、电压稳定、输电通道允许的送电容量等，种种因素均会导致风电在使用屮产生各种问题。上述技术难题可通过采用风电机组和动态的无功补偿装置（SVC）得到有效的解决。动态的无功补偿装置技术的采用不仅可以提升风电装备的安全性，还可以稳定电能质量。一般在风电场实际的应用中,最常用的动态无功补偿方式的类型包括TCR、MCR、SVG。1风电场无功补偿的特点风力发电

4、是分布式发电技术中相对成熟的一种发电技术，它可以将风能转化成电能，既可以减轻环境污染，还可以使电力系统的燃料成本降低，可以产生较大的经济效益。一般风电场还存在一些缺点，如风电场风速的随机性和间断性都会降低系统电网的安全性和可靠性，特别是无功不足导致的电压不稳定，很容易造成电压崩溃。风电场的电气主系统主要是由风力发电机、线路、变压器和附属的变电站组成，在风电场的电气主系统中，电气系统的组成成分所具有的感性特性使得补偿容性无功成为必需，分析风电场运行的整体情况，一般无功补偿设备的作用有三个方面的体现，第一，采用容性的无功设备来补偿感性的无

5、功功率，该做法不仅可以使风电场的功率因数提高，还可以维持有功和无功的正常比例;第二，调整系统的电压，随机性和不可控性是风机的两大特性，所以风速的变化常常会引起风机输出功率的变化，一般电网电压的之所以会产生波动，主耍原因是风机并入了电网或者切出了电网，解决这种问题的常用手段就是利用无功补偿装置最大程度的降低电压波动以此来使电压维持在稳定的状态;第三，使变压器以及线路屮的能量损失降至最低，降低变压器以及线路屮的无功传输可通过无功补偿措施来实现，同时还可以降低风电场中变压器以及线路的能量损耗（专指由无功传输引起的）最终实现降损节能的目的。一

6、般情况下，无功损耗率的范围在3.5%~6.5%时，通常是指线路的损耗，范围在10.5%~15.5%内指的是变压器的损耗率。迄今为止，在规模大的风电场中，风机被分为三种类型，分别是直驱式的同步风电机组、双馈式的异步风电机组以及和失速式的异步风电机组。以上三种风机在结构结构性能以及特点上有非常大的差笄，因此需分别对这三种类型的风机做无功补偿分析，下面将对三种类型的风机做详细介绍：（1）异步风电机组（失速式），这种类型的风电机在早期应用比较广泛，它具有成木低、结构简单、小容量等的特点，这种风电机采用的是双速异步电机，可以不受吋间限制的从电网

7、吸收无功，因此针对这种类型的风电机补偿较大的无功功率是迫切需要的；（2）异步风电机组（双馈式），该类型的风电机无论从建设方而还是维护方面成本都非常高，双馈式的异步风电机组通常采用的是绕线式异步电机，通过交直交变频器可以连接电机转子与电网，从而达到向电网吸收与发送无功功率的0的，同吋还可以控制一定容量的无功功率，因此，采用这种类型的风电机组的风电场，只需要补偿一定量的无功率即可，也不会有谐波产生；（3）同步风电机组（直驱式），这种类型的风电机组最常用的电机是永磁式的电机，通过主轴可以将风机叶轮和发电机连接起来，可以最大程度的利用风能，然

8、而这种风机也相应的需要花费较高的成木。永磁式的电机建立磁场是不需要向电网吸收无功功率的，所以采用这类型电机的风电场，补偿少量的无功率也不会有谐波产生。在风电场中，无功需求通常是:风电场输送出的功率大小常常会受到风速的影响