探讨无功补偿在风力发电中的影响及作用

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1、探讨无功补偿在风力发电中的影响及作用摘要：随着我国风力发电技术的迅猛发展，无功补偿装置在风力发电工程中得到了广泛的应用。本论文阐述了风力发电对电X的影响，并无功补偿在风力发电中的应用进行了分析探讨，以供同行参考借鉴。　　关键词：风力发电；无功补偿；影响；分析；作用；　　引言　　风力发电是清洁和可再生能源应用的典范。可持续发展性是能源企业转型的必然选择。近年来国内风力发电事业迅猛发展，风力发电技术日渐成熟，无功补偿技术在电X中的应用成了风力发电不可或缺的环节。无功补偿中在风电场并X技术中占有重要的地位。　　1大型风电场并

2、X运行的特点　　⑴风力发电机多为异步发电机，在发出有功功率的同时还要从系统吸收无功功率，而且其无功需求随着有功输出的变化而变化。　　⑵输入风能的随机性、间歇性致使风电机组发出的电能也是波动的、随机变化的。　　⑶风电机组一般距电力主系统和负荷中心较远，与相对较薄弱的电X相连。若大容量感应型风电场机组退出运行时，会瞬间造成大量无功富余，使系统有过电压的危险。　　⑷风力发电通常接入电X的末端，改变了配电X功率单向流动的特点，使潮流流向和分布发生了改变。　　2我国对风电场接入系统的技术要求　　根据《国家电X公司电力系统质量和无

3、功电力管理规定》，《国家电X公司风电场接入电X技术规定（修订版）》风电场接入系统后应满足以下要求：　　⑴发电厂和220kv变电站的110kv~35kv母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%~7%。风电场并X点的电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%，一般应为额定电压的-3%~7%；　　⑵风电在公共连接点引起的电压变动d（%）应当满足《国家电X公司风电场接入电X技术规定（修订版）》的要求；　　⑶风电接入电X后，电X安全稳定水平应满足《电力系统安全稳定导则》中有关功角稳定、电压稳定、频率稳定的要求；

4、　　⑷风电接入电X后，接入点以及周边厂站得电X短路电流水平应不超过出其已有及规划设备的遮断能力；　　⑸风电场低电压穿越：风电场内德风电机组具有在并X点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱X连续运行625ms的能力；风电场并X点电压在发生丢落后2s内能过回复到额定电压的90%时，风电场的风电机组能过保证不脱X连续运行。　　3风电机组运行中对电X的影响　　3.1电压偏差　　如果风机运行中功率因数为1.0（即不发出无功），公共连接点的电压偏差在0.1-9%之间。最大偏差范围已接近额定电压的10%。部分地区母线电压不能控制在额

5、定电压的-3%~7%。　　如果风机运行中功率因数可以保持在0.98（即发出无功），公共连接点的电压偏差较功率因数为1.0时更小，最大偏差可以控制在4%左右。而且母线电压也可以控制在额定电压的-3%~7%。　　3.2风速变化对系统电压变动的影响　　风力突增和风力突降是两种较为极端的风力变化情况，由于两种情况下风机的出力特点、控制手段等有所不同，风力变化对连接点电压变动的影响如下表所示：　　　　　　3.3异步电动机对电压无功特性的影响　　对部分大容量风电场而言，在不采取相关措施的情况下，固定转速风电机组其风电送出系统的电压

6、波动范围超标；当规划风机全为双馈机恒功率控制时，系统电压波动范围次之；动规划风机全为双馈恒电压控制时，系统电压波动范围最小。为保证风电送出系统的电压能在合理范围之内，应采取装设SVC等无功补偿装置等措施。　　3.4容量限制　　单纯从控制短路电流的角度看，单个110kv接入点（及中变临近接入点）接入的风电总容量不应超过300~4000MW，具体容量限制应结合具体电X条件计算确定。　　4无功补偿的作用及方法　　（1）无功补偿作用是改善功率因数，减少线损、克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动。　　（2）无功补偿的通常采用的

7、方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。风电场大多采用高压集中补偿方式。高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的低压侧母线上的补偿方式。　　5无功电源装置　　电力系统的无功电源除了同步发电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这四种装置又称为无功补偿装置。以下主要介绍静止无功补偿器及静止无功发生器。　　5.1静止无功补偿器　　静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止无功补偿器能快速、平

8、滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷2及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。静止无功补偿器(SVC)安装在风电场的出口，根据风电场接入点的电压偏差量来控制SVC补偿的无功功率，能过稳定风电场节点电压，降低风电功率波动对电X电压的