风电场无功调节情况分析
李汉梁风电场装备的风电机组为国产东方电气集团生产的双馈异步感应电机，单机容量为1.5MW，风机技术指标明确功率因数可在-0.95~0.95间运行。共装132台风机，装机容量为200MW。单台风机功率因数和无功定值可在风机就地控制器内设定，也可以在集控的全场风机监控系统中设定，此功能目前被风机厂商屏蔽。单台风机无功发生极限也实时计算，但是计算结果在风机就地控制器中未显示也未送出到集控监控系统中。主接线形式为：每11台风机出口经35kV 箱变接入35kV汇流线，共12回35kV汇流线，送到220kV汇流站，在220kV汇流站的35kV母线侧装设SVC动态无功补偿设备。
无功补偿设备SVC两套均为荣信公司的TCR，每套容量为25MVar，分为一组固定容量电容器组和一组感性及容性并联结构，TCR运行方式为以电压为目标，维持电压在电压限制范围的中间水平。从现场SVC性能试验结果来看，在SVC 投入情况下，线路电流大，造成场内功率损耗很大。
李汉梁风电场风机控制系统为成都阜特公司为东方电气配套，升压站监控系统为南瑞设备。SVC一次设备的电容器组和电抗投退可在升压站监控系统中软操实现。根据调度和风场要求，目前风机功率因数设定为-0.98~0.98运行。
下图1—图4为汇流线C上1号、2号、8号、10号风机在2011年4月1日15时至4月1日18时的无功曲线图。从图中可看出，风机实时无功在AVC的调控下进行实时调整。15:00:00至15:45:00期间风机运行在滞相，结合图9数
据查询，各风机向电网送出无功在+70Kvar左右浮动，在15:45:00后各风机逐步调整，在15:50:00后运行在进相，此时从电网吸收无功，结合图9数据查询，风机无功在-50 Kvar左右浮动。在16:07:30秒时，各风机再次迅速调整，几十秒后全部运行在滞相，并且随着风机负荷的增加及AVC对无功功率的调整，风机所发无功进一步增加，峰值在+210Kvar 左右。此外根据图9中个风机有功无功数据计算，风机的功率因数也满足-0.98~0.98间。
图5为场内SVC在4月1日15时至4月2日15时，24小时内无功曲线图，从图中可看图，SVC在24小时内调整量很大，峰值和谷值最大差值可达30Mvar，在4月2日凌晨6时15分左右AVC退出运行后，SVC无功保持在5Mvar左右基本不做调整，同时根据图6全场风机总无功及图7全场总无功可看出，在AVC退出情况下风机所发总无功维持在0Mvar，风机无功不做调整，而全场无功出力也恒定在4Mvar，而结合图10，在4月2日6时36分起，调度主站AVC指令不断下升压指令，但AVC此时退出，全场无功不做调整，主编高压侧无功也恒定在3.6Mvar,电压已不能满足调度要求，从图8母线电压曲线也能看出在4月2日凌晨6时15分后，实时电压与调度主站要求的目标电压已脱离，风场已不能满足调度主站的电压要求。
从以上分析可看出风机的无功可以在AVC的调控下在一定的限制范围内调整，在AVC的调控下，风机、SVC的无功出力发挥出了最大效应，响应调度中心对电压的要求。目前在探索阶段风机的最大效应还没能发挥，若是功率因数设定在-0.95~0.95运行，风机对全场无功调控将起到更大作用。
1.汇流线C01号风机无功曲线
2.汇流线C03号风机无功曲线
3.汇流线C08号风机无功曲线
4.汇流线C10号风机无功曲线
5.SVC无功曲线
6.全场风机总无功曲线
7.全场总有功、无功曲线图
8.母线电压曲线
9.汇流线C01—C11风机有功、无功数据
10.风场电压指令
海上风电施工控制重点 （一）自然条件是影响海上风电施工的重要因素 1、分析 海上风电场都是离岸施工，工作场地远离陆地，受海洋环境影响较大，可施工作业时间偏短，因此施工承包商要根据工程区域海洋环境特点，选择施工设备、确定施工窗口期、制定施工工艺和对策，才能更好地完成本工程。 2、控制措施 （1）要求施工承包商必须充分收集现场自然条件资料，包括风、浪、流、潮汐、气温、降雨、雾等的历年统计资料和实测资料； （2）根据统计和实测资料，分析影响施工的自然条件因素； （3）分析统计影响施工作业的时间和可施工的窗口期； （4）根据统计资料和现场施工计划，有针对性的布置现场自然条件观测仪器，以便对自然条件的现场变化进行预测和指导施工安排。 （5）施工承包商必须根据自然条件的可能变化，做出有针对的现场施工应变措施。 （二）质量方面 1、海上测量定位是本工程的重点、难点 （1）分析 在茫茫大海是进行工程建设，测量定位是决定项目成败的关键。海上风电对质量要求很高，例如风机基础施工中单桩结构对桩的垂直度要求很高；导管架结构对桩台位置、桩的垂直度与间距要求很高，不是一般的测量与控制措施能够实现。另外，导管架安装定位精度高，如何通过测量定位手段指导安装导管架难度大，因此海上测量定位是本工程的重点、难点。 （2）控制措施 ①要求施工承包商制定测量施工专项方案；使用高精度测量仪器设备在投入工程使用前，必须进行精测试比对； ②借鉴其他海上风电场的成功施工经验，特制专用的打桩的定位及限制垂直度的定位及限定垂直度的辅助“定位架”，保证桩的垂直度及间距高精度要求； ③施工承包商必须有专用的打桩船，减少风浪对打桩的影响；
风电综合统计指标计算公式 1、平均风速 平均风速是指统计周期内风机轮毂高度处瞬时风速的平均值。取统计周期内全场风机或场内代表性测风塔的风速平均值，即 1 1n i i V V n ==∑ 单位：米/秒（/m s ） 式中： V —统计周期内的风电场平均风速，/m s ； n —统计周期内的全场风机的台数或代表性测风塔的个数； i V —统计周期内的单台风机或单个代表性测风塔的平均风速，/m s 。 2、平均温度 平均温度是指统计周期内风机轮毂高度处环境温度的平均值，即 1 1n i i T T n ==∑ 单位：摄氏度（o C ） 式中： T —统计周期内的风电场平均温度，o C ； n —统计周期内的记录次数； i T —统计周期内的第i 次记录的温度值，o C 。 3、平均空气密度 平均空气密度是指统计周期内风电场所处区域空气密度的平均值，即 P RT ρ= 单位：千克/立方米(3 /kg m ) 式中： ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3 /kg m ； P —统计周期内的风电场平均大气压强，a P ； R —气体常数，取287/J kg K ?；
T —统计周期内的风电场开氏温标平均绝对温度，K 。 4、 平均风功率密度 平均风功率密度是指统计周期内风机轮毂高度处风能在单位面积上所产生的平均功率，即 3 1 12n i wp i D V n ρ==∑()() 单位：瓦特／平方米（2 /W m ） 式中： wp D —统计周期内的风电场平均风功率密度，2 /W m ； n —统计周期内的记录次数； ρ—统计周期内的风电场平均空气密度，3/kg m ； 3 i V —统计周期内的第i 次记录平均风速值的立方。 5、有效风速小时数 有效风速小时数是指统计周期内风机轮毂高度处介于切入风速与切出风速之间的风速累计小时数，简称有效风时数，即 n i i V V V V T T == ∑有效风时数 单位：小时（h ） 式中： T 有效风时数 —统计周期内的风电场有效风时数，h ； 0V —风机的切入风速，/m s ； n V —风机的切出风速，/m s ； i V T —统计周期内出现介于切入风速（0V ）和切出风速（n V ） 之间的风速小时数，h 。 6、风机可利用率 风机可利用率是指统计周期内除去风机因定期维护或故障时数后剩余时数与总时数除去非设备自身责任停机时数后剩余时数的百分比，即 (1)100%A B T B η-=- ?-可利用率 式中： η可利用率—统计周期内的风电场风机可利用率；
风电场无功补偿方法研究 摘要：随着风电技术的日益成熟，风力发电凭借其独有的优势，成为非化石燃料发电的重要来源。目前在风电接入电力系统方面，国内外学者进行了大量的探索和研究，并取得了诸多研究成果，但仍然存在着一些问题，如随着风电场规模的逐步扩大和风电容量在电网中的比例的逐渐增加，风电并网运行给区域电网所带来的影响逐渐暴露出来。作为新能源的重要组成部分，风能是一种可再生且无污染的能源，对风能的开发和利用得到了世界各国越来越多的关注和重视，与风电相关的技术和产业正在迅猛发展。文章分析了风电场中的无功补偿技术， 总结了风电场无功补偿的特点，对无功补偿的方式进行了比较，提出了风电场中无功补偿的要点。 关键词：风电场，无功补偿，补偿要点 一．国内风力发电发展概况 我国是一个人口众多，资源相对不足的国家，能源利用方面结构又极不合理。有数据显示，截止到2008 年，尽管我国发电总装机容量达到7．92 亿千瓦，位居世界第二。但其中以煤为主的火电机组占比高达80％，电源结构不合理[8]。同时，由于我国正处在工业化和城镇化加快发展的阶段，能源消耗较高，消费规模不断扩大，特别是目前我们的经济增长方式还是高投入、高消耗、高污染的粗放型，这就加剧了能源的供求矛盾
和对环境的污染。如 2008 年我国的石油对外依存度已达49．8％，我国二氧化硫排放量已居世界第一，二氧化碳排放量为世界第二，能源安全和环境问题正成为制约经济和社会发展的重要瓶颈。有关专家也已指出，随着我国工业化进程的继续深入，经济发展面临的能源、环境压力将会更大，加快发展替代能源已成为当务之急。 由此可见，能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，要解决我国的能源问题，一个最好的出路就是发展新的清洁的可再生能源，其中合理的开发和利用风能成为解决问题的一种最有效的方法。国家发改委能源研究所原所长周风起认为：“风电是目前最具有竞争力、最可能实现商业化的可再生能源品种。太阳能目前还太贵，生物质能的产业化还很落后。”此外，利用风力发电的优势还主要表现在：太阳能的有效利用还与天气有关．而风机却不受天气影响可以昼夜不停地工作，而且分布也更为广泛。我国是一个风能资源比较丰富的国家，一直以来,我国风电装机容量在飞速增加的同时,风电并网容量却远远落后于装机量，有数据显示，截至2009 年,在全国各种发电方式总发电量中，风电只占了其中很小的一部分，仅为 0.37%。最近两年我国风电爆发式增长中最为突出的瓶颈已由原来的电价偏低和风机成本高等原因已经被风电场建设和电网建设的不协调、我国开发风电模式和国外不同及部分风机质量达不到并网技术的要求等原因所取代，而这些原因引起的并网困难也导致了我国近三分之一的风机不能并网甚至长期处于闲置状态。由此可以看出，如果不降低风电场并网运行时对电网的影响，那么风力发电很难
风电场整定计算说明 风电场一般由进线、升压变、35kV母线、集电线路、接地变、SVG无功补偿装置、站用变、箱变、风机发电机。所涉及到的电压风机一般有主变高压侧（220kV、110kV），主变低压侧（35kV），SVG连接变低压侧（10kV），箱变低压侧（690V），站用变低压侧（0.4kV）。 一般风电场一次接线图如下所示： 整定计算依据： DL/T 684-2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》 DL/T 584-2007《3kV~110kV电网继电保护装置运行整定规范》 GB 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》 保护装置厂家说明书、设备参数和电气设计图纸 整定计算参考资料： 《大型发电机组继电保护整定计算与运行技术》高春如 《发电厂继电保护整定计算及其运行技术》许正亚 《宁夏电网2015年继电保护整定方案及运行说明》 关于风电场继电保护整定计算与核算，由于目前风电机组短路电流计算模型尚不成熟，现阶段在保护定值计算中都将将风电场当做负荷对待。随着风电、光伏对系统的影响越来越大，因此在电网设备选择、校验和继电保护配置整定时，应该考虑风电对故障时短路电流的影响，为此特制定以下原则： 1风电场输电线保护整定原则：
风电场输电线：指系统与风电场升压变压器高压侧母线连接的输电线路 1.1配置：风电场输电线应为光差保护配置。 整定原则：与其它同电压等级的常规输电线路保护整定原则相同。 1.2 主保护： 两侧主保护正常投入； 1.3 后备保护： 1.3.1 系统侧： 后备保护均投入并带方向；方向由母线指向线路，整定原则按照相应规程执行。 1.3.2 风电场侧110kV 及以上线路： 单回线零序电流保护、距离后备保护考虑与系统侧其它110kV 馈线适当配合后可投入运行，零序I段退出运行，距离I 段可投入，整定原则按照相应规程执行。双馈式异步发电机的暂态波形含有非工频的衰减交流分量，导致距离元件、相突变量方向元件及选相元件等工作不正常，使距离I 段保护会超范围动作，建议以双馈式异步发电机为主的风电场送出线路距离I 段退出运行。 双回线整定原则同系统双回并列短线路负荷侧后备保护整定原则，零序I 段退出。 1.3.3 风电场侧35kV 线路： 速断保护退出；投入限时速断及过电流保护，不带方向，按与风电场升压变高压侧过流保护配合。 1.4 重合闸： 两侧均投入。一侧无电压检定，另一侧同期检定。对未配置线路抽取PT 的，尽快完善设备，以实现有条件重合闸方式。没完善前可暂时退出重合闸。 2 风电场升压变保护整定原则： 风电场升压变：指接入各台风机组的汇集线与系统之间配置的两卷或三卷变压器 2.1 配置： 变压器差动保护；两段式过电流保护，可带方向。 2.1.1 主保护整定原则： 差动保护整定原则按照整定规程整定； 2.1.2 高压侧后备保护： 一段带方向，方向由高压母线指向变压器，考虑与变压器低压侧带方向段过流配合；一段不带方向，作为变压器的总后备，考虑与高压侧出线、低压侧不带方向过流配合，保证升压变低压母线故障时灵敏度≥1.2； 零序保护应作为系统的后备保护，由调度下发。根据《3kV~110kV电网继电保护装置运行规程》DLT584-2007；对于风电等新能源中的主变等与电网配合有关的电力变压器，中性点直接接地的变压器零序电流保护主要作为变压器内部、接地系统母线和线路接地故障的后备保护，一般由两段零序电流保护组成。 变压器零序电流保护中，应有对本侧母线接地故障灵敏度系数不小于1.5的保护段。 对于单侧中性点直接接地变压器的零序电流I段电流定值，按保母线有1.5灵敏度系数整定，动作时间与线路零序电流I段或II段配合，动作后跳母联断路器，如有第二时间，则可跳本侧断路器。 零序电流II段电流和时间定值应与线路零序电流保护最末一段配合，动作后跳变压器各侧断路器，如有两段时间，动作后以较短时间跳本侧（或母联断路器），以较长时间跳变压器各侧断路器。 2.1.3 低压侧后备保护： 一段带方向，方向由变压器指向低压母线，考虑与低压侧出线的速断或限时速断配合，
阐析风电场无功电压控制 近年，随着我国对于能源发电的进一步重视，我国的能源发电行业也随之兴盛起来。风能发电就是其中一种。伴随着风能发电的迅猛增长，很大量的风能发电机组也相继地并入到了国家电网系统，这样一来就对我国的电网系统的安全运行和供电质量提出了比较大的挑战。其中的无功电压就成为了外界非议最多的讨论点。风能电场存在着一些缺点，例如风电场在进行有功输出时波动比较厉害，正是这种波动不能满足电网系统关于电压的相关要求，这种情况下，严重的后果是造成风电场的电力输出脱离电网系统。因此，我们在进行风能输出的时候，需要一个自动控制电压的系统来进行风电机组的电压动态补偿对风电机组的电压进行整体的调控。 标签：风电场；无功电压；控制 近些年，由于我国国务院针对能源问题的一系列法律法规的制定，例如：《可再生能源关于中长期的发展规划》。这样的鼓励能源方面的一些举措，使得我国的风能源发电迅速的发展开来，并且按照国务院的相关规划，截止到2020年，我国的风电机组发电要达到1.5亿千瓦时。基于上面的叙述，风力发电的自身的具有间歇性的特点，使得风力发电的有功输出极为被动，给未来的风能发电带来了很大的不确定性，这种不确定性就给国家的电网系统带来了很多的运行中的未知性。根据我国在2005年出台更新的关于风电场并入电网系统的规划，要求我国的风电场必须配备相应容量的无功补偿设备装置。这些装置包括三种主要的设备，第一，具有可以投切性能的电容电抗器，包括了由晶闸管控制的电容电抗器，英文缩写为TCR，由磁控制的电容电抗器，英文缩写为MCR。第二，静止特性的无功发生器，英文缩写为：SVG。第三，静止特性的无功补偿器，英文缩写为SVC。 1 当前的风电发电的主要特点 （1）并入国家电网系统的单个风电场的电容逐渐增大。（2）并入国家电网系统的风电机组的电压的等级也逐渐增高。由于风电场通常处在电网系统的尾端，这样就让风电场的输电送电的距离变远，电源的电压也会变高。在缺乏有效的火电的帮助支撑后，风电场的电源单方面的电容变大，电压变高就导致了国家的电网系统受到风电场的不稳定的影响的范围进一步的扩大了，这样就更突出了并入国家电网系统后的电压控制的问题，这些问题主要的表现是： 第一，由于风电场输电缺乏有效的控制，同时风电场输电的过程中具有波动性，这两种因素就导致了在国家电网系统中的电压考核通过率较低。 第二，由于我国的各地的并入国家电网系统的风电场输电没有统一为一家控制，这样就导致了多家风电场之间没有有效的协调和沟通，会导致国家电网系统出现很多运行障碍，最为严重的就是致使风发电的大规模脱离国家电网系统。
风电场无功电压控制分析 【摘要】风电发展迅猛，但大量风电机组直接接入电网，是对电网安全运营、电能质量保证的重大挑战。其引起的无功电压问题日益受到关注。风电场有功出力波动较大，风电场电压波动大，难以满足电网的电压要求，而且各风电场间及与风电汇聚站间彼此缺乏协调，严重时还会导致大规模风机脱网。需要有一个自动电压控制系统充分利用风电场的风电机组和动态无功补偿装置来对风电场的电压整体调控。 【关键词】风电场；电压控制；无功补偿；静止无功发生器（SVG）；晶闸管控制电抗器（TCR）；磁控电抗器（MCR）；风力发电机组 引言 近年来，风电行业以一种前所未有的速度迅猛发展。根据国务院《可再生能源中长期发展规划》，至2020年风电装机将达到1.5亿千瓦。风力发电自身固有的间歇性特点使风电场有功出力波动较大，且未来时刻的发电功率具有一定不确定性，给电网运行带来极大挑战，其引起的无功电压问题日益受到关注。根据GB/Z19963—2005《风电场接入电力系统技术规定》的要求，风电场一般均配置一定容量的无功补偿装置，包括可投切电容电抗器、静止无功发生器（SVG）和静止无功补偿器（SVC，其中有晶闸管控制电抗器（TCR）及磁控电抗器(MCR)）。 目前风电接入电网出现了两个特点： （1）单个风电场容量增大； （2）接入电网的电压等级更高。 但风电基地一般都地处电网末端，输电距离远，电压等级高，缺乏强大火电支撑，而增加的风电接入容量与更高的电压等级使得电网受风电影响的范围更广，也使风电接入后的电压控制问题更加突出，主要表现在： （1）缺乏就地控制，风电场电压波动大，难以满足电网的电压考核要求。 （2）各自为政，缺乏协调，严重时导致大规模风机脱网。 随着风电的飞速发展，相关的政策、技术标准也随之出台，现摘取《风电场接入电力系统技术规定》有关无功电压方面的一些具体要求。 风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力。风电场的无功容量应按照分（电压）和分（电）区基本平衡的原则进行配置，并满足检修备用要求。 风电场应配置无功电压控制系统，具备无功功率及电压控制能力。当电网电压处于正常范围内时，风电场应当能风电场并网点电压在额定电压的97%～107%范围内。风电场变电站的主变压器应采用有载调压变压器通过调整变电站主变压器分接头控制场内电压，确保场内风电机组正常运行。 对于风电装机容量占电源总容量比例大于5%的省级电力系统，器电力系统区域内新增运行的风电场应具有低电压穿越能力。 对于总装机容量在百万千瓦以上风电基地内的风电场，在低电压穿越过程中应具有以下动态无功支撑能力：电力系统发生三相短路故障引起电压跌落，当风电场并网点电压处于额定电压的20%～90%区间内，风电场通过注入无功电流支撑电压恢复；自电压跌落出现的时刻起，该动态无功电流控制的响应时间不大于80ms，并能持续600ms。 当风电场并网点电压在额定电压的90%～110%之间时，风电机组应能正常
海上风电场经验总结：由ScrobySands、Nysted等建设得到的启发 作者：张蓓文陆斌发布日期：2008-5-8 18:13:30 (阅270次) 关键词: 风电总结 DS 海上风电场的风速高于陆地风电场的风速，不占用陆地面积，虽然其电网联接成本相对较高，但是海上风 能开发的经济价值和社会价值正得到越来越多的认可，海上风电的发电成本也将越来越低。海上风电场的 建设对于风电行业的进一步发展而言很关键，现已进入到一个重要阶段，进一步发展可以吸引大量项目资 金的进入，其具有震撼力的阵形正在全球范围地受到沿袭[1]。全球海上风力发电场装机容量增长详见图1。欧洲地区的发展目前领先于全球。丹麦于1991年建成第一个海上风力发电场，此后直到2006年末，全球 运行了超过900MW装机容量的海上风电场，几乎所有发电场都在欧洲[2]。 表1.17座离岸1km以外的建成或在建风电场 建设地点始建年 份风电机组数量 (台) 风电机组型号总装机容 量 TunaKnob丹麦1995 10 VestasV39/500kW 5MW Utgrunden瑞典2000 7 EnronWind70/1500kW 10.5MW Middelgrunden丹 麦2001.3 20 Bonus76/2.000MW 40MW HornsRev丹麦2002.12 80 VestasV80/2.000MW 160MW Nysted丹麦2003.11 72 Bonus82,4/2.300MW 165.6MW NorthHoyle英国2003.12 30 VestasV80/2.000MW 60MW KentishFlats英国2005.8 30 VestasV90/3.000MW 90MW Beatrice英国2006.9 2 OWEZ荷兰2006.11 36 VestasV90/3.000MW 108MW 来源：“Off-andNearshoreWindEnergy”，上海科技情报研究所整理 国外海上风力发电场技术正日趋成熟，建成的风电场容量为2.75至165.6MW（详见表1），规划中的风电场容量为4.5至1000MW[3]。而海上风电场产业还处于“做中学”的阶段[5]，对于以往的经验教训进行总结对未来产业发展是很有必要的。笔者之前已依据德国专业研究机构公开的 “CaseStudy:Eur opeanOffshoreWindFarms-ASurveyfortheAnalysisoftheExperiencesandLessonsLearntbyDevelope
[转载]风电场无功补偿相关问题及解决办法(一) 一般来说,风电场的无功功率需求来自于两个方面：风机与变压器。其中变压器的无功损耗又分为正常运行时的绕组损耗和空载运行时的铁心损耗。无论是否运行,只要变压器与主网联接,铁心的励磁无功损耗总是存在的。 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，我国的能源供应和环境污染问题越来越突出。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中最重要的组成部分和唯一经济的发电方式，由于其清洁无污染、施工周期短、投资灵活、占地少，具有良好的社会效应和经济效益，已受到世界各国政府的高度重视。随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视，我国风力发电建设已进入了一个快速发展的时期。 我国风资源较丰富，但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端，由于此处电网网架结构较薄弱，因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。随着风电场规模的增大，风电场与电网之间的相互影响越来越大而系统对风力发电系统的要求也越来越严格。对风电系统主要的两个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，风电场的无功功率需求来自于两个方面：风机与变压器。其中变压器的无功损耗又分为正常运行时的绕组损耗和空载运行时的铁心损耗。无论是否运行，只要变压器与主网联接，铁心的励磁无功损耗总是存在的。 风力发电系统中，风力发电机是能量转换的核心部分，风力发电机系统按照发电机运行的方式来分，主要有恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两种。 对于恒速恒频发电机组，普遍采用普通异步发电机，这种发电机正常运行在超同步状态，转差率s 为负值，电机工作在发电机状态，且转差率的可变范围很小（s<5%），风速变化时发电机转速基本不变。在正常运行时无法对电压进行控制，不能象同步发电机一样提供电压支撑能力，不利于电网故障时系统电压的恢复和系统稳；发出的电能也随风速波动而敏感波动，若风速急剧变化，感应电机消耗的无功功率随着转速的变化而不断变化。由于恒速恒频发电机组自身不能控制无功交换并且需要吸收一定数量的无功功率，因此通常在机组出口端并联电容器组，但是单纯地依赖常规的补偿电容器是无法满足无功功率补偿要求，可能会引起风电机组发出电能质量问题，如电压闪变、无功波动以及故障条件下的穿越能力。因此，恒速恒频发电机组需要静止无功补偿装置来优化其在正常条件和故障状态下的运行。在工程中通常采用静止无功补偿器SVC或STATCOM来进行无功调节，采用软起动来减小起动时发电机的电流。恒速恒频发电机组适合用于小功率，通常不高于600 kW的系统。
风电场电量计算公式 单位:MWh 1.关口表计量电量 1)上网电量 251正向A总(A+) 2)用网电量 251反向A总(A-) 3)送网无功 251正向R总(R+) 4)用网无功 251反向R总(R-) 2.发电量:是指每台风力发电机发电量的总和。 1)表底读数 (312A+)+(313A+)+(314A+)+(315A+)+(316A+)+(317A+) 2)日用量 (今日表底读数-昨天表底读数)*350*60*0.001(即*21) 3)月累计今日日用量+昨天月累计 4)年累计今日日用量+昨天年累计 3.上网电量:风电场与电网的关口表计计量的风电场向电网输送的电能。 1)表底读数 251A+ 2)日用量 (今251A+)-(昨251A+) 3)月累计今日日用量+昨天月累计 4)年累计今日日用量+昨天年累计 4.用网电量:风电场与电网的关口表计计量的电网向风电场输送————————————————————————————————————————————————————— 的电能。 1)表底读数 251A- 2)日用量 (今251A-)-(昨251A-)
3)月累计今日日用量+昨天月用量 4)年累计今日日用量+昨天年累计 5.站用电量 1)表底读数 361A+ 2)日用量 (今日表底读数-昨天表底读数)*350*20*0.001(即*7) 3)月累计今日日累计+昨天月累计 4)年累计今日日累计+昨天年累计 注意:现在算出的单位是Mwh,运行日志上的单位是万kWh，要将算出的数小数点前移一位(如:427Mwh=42.7万kWh) *厂用电率:风电场生产和生活用电占全场发电量的百分比。 厂用电率=(厂用电量日值?发电量日值)×100 =(0.161?20.02)×100 *风电场的容量系数:是指在给定时间内该风电场发电量和风电场装机总容量的比值 容量系数=发电量日值?(50×2×24) 等效利用小时数也称作等效满负荷发电小时数。 *风电机等效利用小时数(等效满负荷发电小时数):是指某台风电机发电量折算到该风电机满负荷的运行小时数。 ————————————————————————————————————————————————————— 公式为:风电机等效利用小时数,发电量,额定功率 *风电场等效利用小时数(等效满负荷发电小时数):是指某风电场发电量折算到该场满负荷的运行小时数。
风电场无功补偿计算 摘要：电力系统的无功平衡和无功补偿是保证电压质量的基本条件之一，是保证系统安全稳定运行和经济运行的重要保障。随着风力发电在电力能源中所占比例增大，大规模风电场并网运行后，其无功补偿对局部电网的调教作用将更加明显。本文分析了影响风电场无功平衡的几个重要因素，虑影根据某风电场风机出力情况，计算风电场升压站的无功缺额，提出了无功配置建议。 关键词：风电场、无功补偿 1、引言 近年来我国风电产业取得了巨大进步，随着风电技术的日益成熟，风电已从过去的自发自用、独立运行的小型风力发电机发展成为多机联合并网运行的大型风力发电场。然而，风能的随机性和不可控性决定了风电机组的出力具有波动性和间歇性的特点：且风机大多为异步发电机，其运行特性与同步机有本质的区别。因此，大风电接入系统和远距离输送，往往存在无功平衡、电压稳定、输电通道允许的送电容量问题，有时会制约风电的发展【1、2】。风机为异步机，需吸收无功来发出有功。现大风机多为交流励磁双馈电机，采用恒功率因素控制模式的双馈电机能够提供一定动态无功支持，但其无功调节能力有限【3】。交流励磁双馈电机变速恒频风力发电技术是目前最有前景的风力发电技术之一，已成为国内、外该领域研究的热点。此方案最大的优点是减小了功率变换器的容量，降低了成本，且可以实现有功、无功的独立灵活控制。但其核心技术掌握在国外制造商手中，出厂风机的功率因素固定，不易在运行中进行调整，现阶段风电场的功率因素调节一般都为机组停机后进行调节，因此有必要对风电场的无功补偿计算，以确定风电场的无功补偿配置。 2、无功配置容量计算 风电场的无功容量平衡一般考虑有，风机的发出无功、电缆的充电功率、升压变的无功损耗、需向主网提供的无功功率。 1）风机的无功出力 风力发电机在向系统送出有功的同时，一般也同时送出无功，由于风机类型的限制，功率因素不易在运行中进行调整，其中出厂功率因素一般整定在1，或者0.98。若发出的功率，风机的无功出力为，其值为：
风电场无功调节情况分析 汉梁风电场装备的风电机组为国产电气集团生产的双馈异步感应电机，单机容量为 1.5MW，风机技术指标明确功率因数可在-0.95~0.95间运行。共装132台风机，装机容量为200MW。单台风机功率因数和无功定值可在风机就地控制器设定，也可以在集控的全场风机监控系统中设定，此功能目前被风机厂商屏蔽。单台风机无功发生极限也实时计算，但是计算结果在风机就地控制器中未显示也未送出到集控监控系统中。主接线形式为：每11台风机出口经35kV箱变接入35kV汇流线，共12回35kV汇流线，送到220kV汇流站，在220kV汇流站的35kV母线侧装设SVC动态无功补偿设备。 无功补偿设备SVC两套均为荣信公司的TCR，每套容量为25MVar，分为一组固定容量电容器组和一组感性及容性并联结构，TCR运行方式为以电压为目标，维持电压在电压限制围的中间水平。从现场SVC性能试验结果来看，在SVC投入情况下，线路电流大，造成场功率损耗很大。 汉梁风电场风机控制系统为阜特公司为电气配套，升压站监控系统为南瑞设备。SVC一次设备的电容器组和电抗投退可在升压站监控系统中软操实现。根据调度和风场要求，目前风机功率因数设定为-0.98~0.98运行。 下图1—图4为汇流线C上1号、2号、8号、10号风机在2011年4月1日15时至4月1日18时的无功曲线图。从图中可看出，风机实时无功在AVC的调控下进行实时调整。15:00:00至15:45:00期间风机运行在滞相，结合图9数据查询，各风机向电网送出无功在+70Kvar左右浮动，在15:45:00后各风机逐步调整，在15:50:00后运行在进相，此. . .
海上风电场政策及其效果1：概述篇 编者按：European Wind Energy Association (EWEA)2007 年年会于2007年5月召开，本文是对会议中一篇论文 “Offshore wind energy policies and their effects”的编译，通过比较丹麦、英国和荷兰过去和现在的政策，调查政策如何促进海上风电的发展，降低相关方的财务风险和政策不确定性，并讨论了荷兰政策的可能变化。相关方包括开发商、投资方和政府。 基于非化石燃料使能源来源多样性以确保供应安全和为应 对全球变暖减少CO2排放政治原因，可再生能源对于全球各国 家的吸引力日益增强。许多国家已制定了可再生能源的发展目标，但采用可再生能源发电还不具备价格竞争力。为了上述政治原因，各国制定政策以推动可再生能源加速发展，风电是其中一类。虽然在海上建造风电场的成本和风险远较陆上风电场高，但一些 国家陆上风电场建设地点的稀缺性使得海上风电场更具有操作性。 多个政府已开始针对海上风电场制定新的规定和法律。第一个原因原有规定和法律大部分仅适用于陆地而不包括海上。虽然建造海上风电场同石油和天然气开采等海上行动比较类似，但 相应的规定和法律并不适用。大多数国家电力法案覆盖了发电设
备的安装和并网，但没有覆盖陆地边界以外的发电。不同国家制定了不同的政策来管理和推动海上风电的发展。例如在一些国家，海上风电场连接电网被视为国家电网的延伸，因此电力法律随 之延伸。而在其它国家电网被视为发电场所有者的财产和责任。海上风电场建造审批的过程也不同，如英国和丹麦采用招标系统，而荷兰开发商则是在一个很透明的程序中进行申请。第二个原因是为了获得财政支持。同大多数可再生能源一样，海上风电具有低运行成本和高前期投入的特点。如果简单地由市场推动，这项低竞争力但应开发的技术可能会烟消云散。为了解决市场不完整性，政府应该将外部成本内在化或直接补贴支持海上风电。 本文通过比较丹麦、英国和荷兰过去和现在的政策，调查了政策如何促进海上风电的发展，降低相关方的财务风险和政策 不确定性，并讨论了荷兰政策的可能变化。相关方包括开发商、投资方和政府。 用于能源政策对比研究的三个国家(丹麦、英国和荷兰)已开始海上风电场建设，它们制定政府的目标并给予政府补贴。瑞典和爱尔兰同样拥有海上风电场(规模较小，2.5～25M W)，但这两 个国家没有专门针对海上风电的政策。比利时也没有制定专门的海上风电政策，但有些项目已经开展。德国宣布未来要实现20000～25000M W发电量，第一个德国海上风电场计划在2008年
风电场无功补偿相关问题及解决办法 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，我国的能源供应和环境污染问题越来越突出。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中最重要的组成部分和唯一经济的发电方式，由于其清洁无污染、施工周期短、投资灵活、占地少，具有良好的社会效应和经济效益，已受到世界各国政府的高度重视。随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视，我国风力发电建设已进入了一个快速发展的时期。 我国风资源较丰富，但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端，由于此处电网网架结构较薄弱，因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。随着风电场规模的增大，风电场与电网之间的相互影响越来越大而系统对风力发电系统的要求也越来越严格。对风电系统主要的两个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，风电场的无功功率需求来自于两个方面：风机与变压器。其中变压器的无功损耗又分为正常运行时的绕组损耗和空载运行时的铁心损耗。无论是否运行，只要变压器与主网联接，铁心的励磁无功损耗总是存在的。 风力发电系统中，风力发电机是能量转换的核心部分，风力发电机系统按照发电机运行的方式来分，主要有恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两种。 对于恒速恒频发电机组，普遍采用普通异步发电机，这种发电机正常运行在超同步状态，转差率s 为负值，电机工作在发电机状态，且转差率的可变范围很小(s<5%)，风速变化时发电机转速基本不变。在正常运行时无法对电压进行控制，不能象同步发电机一样提供电压支撑能力，不利于电网故障时系统电压的恢复和系统稳;发出的电能也随风速波动而敏感波动，若风速急剧变化，感应电机消耗的无功功率随着转速的变化而不断变化。由于恒速恒频发电机组自身不能控制无功交换并且需要吸收一定数量的无功功率，因此通常在机组出口端并联电容器组，但是单纯地依赖常规的补偿电容器是无法满足无功功率补偿要求，可能会引起风电机组发出电能质量问题，如电压闪变、无功波动以及故障条件下的穿越能力。因此，恒速恒频发电机组需要静止无功补偿装置来优化其在正常条件和故障状态下的运行。在工程中通常采用静止无功补偿器SVC或STATCOM来进行无功调节，采用软起动来减小起动时发电机的电流。恒速恒频发电机组适合用于小功率，通常不高于600 kW的系统。
海上风电场的建设、安装方法 和设备 Garrad Hassan & Partners Ltd. Jan., 2009, Beijing
综述 1.运输和物流 2.支撑结构 3.风电机组 4.海底电缆 5.变电站 6.船只和设备 Offshore wind farm construction, installation methods and plant
风电场间的比较 Source: GH 05101520253035 4045500 20 40 60 80 100 120 140 Distance to Shore M a x D e p t h 20082010BE DE DK ES FR IE NL SE UK 中国将处在什么位置?
根据海床和水深的条件而定的基础的选择水深增加 重力式单桩多桩 浮动的吸力桶式 绗架到目前为止，这 些基础是最常用 的形式
已建海上风场的基础 Steel monopile 8Siemens 3.6 25 6 2007 Burbo Quadropod 45REpower 5M 2252007Beatrice Steel monopile 22Vestas V903610-182006OWEZ Steel monopile 20Vestas 3MW 3082006Barrow Steel monopile 5Vestas 3MW 30122005Kentish Flats Concrete gravity 10Bonus 2.3MW 72122004Nysted, DK Steel monopile 4 > 12Vestas 2MW 302.52004Scroby Sands, UK Steel monopile 5 > 8.5GE 3.6 MW 7142004Arklow Bank, Ireland Steel monopile 10 > 15Vestas 2000kW 307 > 8 2003North Hoyle, UK Steel monopile 6.5 > 13.5 Vestas 2000kW 80172001Horns Rev, Denmark Steel monopile 9Neg Micon 2000kW 562001Yttre Stengrund Sweden Concrete gravity 2 > 5Bonus 2000kW 2022000Middlegrunden, Sweden Steel monopile 7.5Vestas 1800 & 2000kW 20.52000Blyth, UK Steel monopile 7.2 > 10Enron Wind 1500kW 78 > 12.52000Utgrunden, Sweden Steel monopile 6Wind World 500kW 541998Bockstigen, Sweden Steel monopile 5Nordtank 600kW 280.41997Dronten, Netherlands Concrete gravity 3 > 5Vestas 500kW 1061995Tuno Knob Steel monopile Nedwind 500kW 411994Lely, Netherlands Concrete gravity 2.5 > 5 Bonus 450 kW 111.5 > 3.0 1991Vindeby, Denmark Foundation type Water depth (m)Turbine type & rating No of turbines Distance from Shore (km)Date of Commissioning Location
风电场无功补偿的目的和技术措施 班级：2014021班学号：20140204 姓名：薛钰 摘要：随着风电技术的日益成熟，风力发电凭借其独有的优势，成为非化石燃料发电的重要来源。目前在风电接入电力系统方面，国内外学者进行了大量的探索和研究，并取得了诸多研究成果，但仍然存在着一些问题，如随着风电场规模的逐步扩大和风电容量在电网中的比例的逐渐增加，风电并网运行给区域电网所带来的影响逐渐暴露出来。作为新能源的重要组成部分，风能是一种可再生且无污染的能源，对风能的开发和利用得到了世界各国越来越多的关注和重视，与风电相关的技术和产业正在迅猛发展。文章分析了风电场中的无功补偿技术，总结了风电场无功补偿的特点，对无功补偿的方式进行了比较，提出了风电场中无功补偿的要点。 一．国内风力发电发展概况 我国是一个人口众多，资源相对不足的国家，能源利用方面结构又极不合理。有数据显示，截止到2008 年，尽管我国发电总装机容量达到7．92 亿千瓦，位居世界第二。但其中以煤为主的火电机组占比高达80％，电源结构不合理[8]。同时，由于我国正处在工业化和城镇化加快发展的阶段，能源消耗较高，消费规模不断扩大，特别是目前我们的经济增长方式还是高投入、高消耗、高污染的粗放型，这就加剧了能源的供求矛盾和对环境的污染。如 2008 年我国的石油对外依存度已达49．8％，我国二氧化硫排放量已居世界第一，二氧化碳排放量为世界第二，能源安全和环境问题正成为制约经济和社会发展的重要瓶颈。有关专家也已指出，随着我国工业化进程的继续深入，经济发展面临的能源、环境压力将会更大，加快发展替代能源已成为当务之急。 由此可见，能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，要解决我国的能源问题，一个最好的出路就是发展新的清洁的可再生能源，其中合理的开发和利用风能成为解决问题的一种最有效的方法。国家发改委能源研究所原所长周风起认为：“风电是目前最具有竞争力、最可能实现商业化的可再生能源品种。太阳能目前还太贵，生物质能的产业化还很落后。”此外，利用风力发电的优势还主要表现在：太阳能的有效利用还与天气有关．而风机却不受天气影响可以昼
. Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 南方电网风电场无功补偿及电压控制 技术规范
目次 前言............................................................................. II 1 范围 (3) 2 规范性引用文件 (3) 3 术语和定义 (3) 4 电压质量 (5) 4.1 电压偏差 (5) 4.2 电压波动与闪变 (5) 5 无功电源与容量配置 (5) 5.1 无功电源 (5) 5.2 无功容量配置 (5) 6 无功补偿装置 (5) 6.1 基本要求 (5) 6.2 运行电压适应性 (6) 7 电压调节 (6) 7.1 控制目标 (6) 7.2 控制模式 (6) 8 无功电压控制系统 (6) 8.1 基本要求 (6) 8.2 功能和性能 (6) 9 监测与考核 (7) 9.1 无功和电压考核点 (7) 9.2 无功和电压考核指标 (7) 9.3 无功和电压监测装置 (7) 10 无功补偿及电压控制并网测试 (7) 10.1 基本要求 (7) 10.2 检测内容 (7)
前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本规定由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并负责解释。 本标准起草单位：中国南方电网有限责任公司系统运行部，广东电网有限责任公司电力科学研究院本标准主要起草人：吴俊、曾杰、苏寅生、盛超、陈晓科、宋兴光、李金、杨林、刘正富、王钤、刘梦娜
南方电网风电场无功补偿及电压控制技术规范 1 范围 本标准规定了风电场接入电力系统无功补偿及电压控制的一般原则和技术要求。 本标准适用于通过35kV及以上电压等级输电线路与电力系统连接的风电场，通过其他电压等级集中接入电网的风电场可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12325 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变 GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定 GB/T 20297 静止无功补偿装置（SVC）现场试验 GB/T 20298 静止无功补偿装置（SVC）功能特性 SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则（试行） DL/T 1215.1 链式静止同步补偿器第1部分：功能规范导则 DL/T 1215.4 链式静止同步补偿器第4部分：现场试验 Q/CSG110008 南方电网风电场接入电网技术规范 Q/CSG 110014 南方电网电能质量监测系统技术规范 Q/CSG 1101011 静止同步补偿器（STA TCOM）技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 风电机组wind turbine generator system; WTGS 将风的动能转换为电能的系统。 3.2 风电场wind farm；wind power plant 由一批风电机组或风电机组群（包括机组单元变压器）、汇集线路、主变压器及其他设备组成的发电站。 3.3 风电场并网点point of interconnection of wind farm 风电场升压站高压侧母线或节点。 3.4 公共连接点point of common coupling 风电场接入公用电网的连接处。
海上风电场吊装方法 离岸风机的安装相对于岸上安装难度颇高，可通过千斤顶驳船或者浮吊船完成。其中的选择取决于海水深度、起吊机的能力和驳船的载重量。起吊机应具备提升风机主要部件（塔架、机舱、叶轮等）的能力，其吊钩提升高度应大于机舱的尺寸，确保塔架和风机装配件的安装。现有的浮吊船大多不是特意为海上风电场的风机安装而设计制造的。对于大型海上风电场（机组超过50台），通过使用安装驳船来控制建设周期（即控制成本），完成建设任务。 千斤顶安装（Jack-up Installation） 以千斤顶吊装塔架、机舱和叶轮是最先出现的海上风电场吊装方法。千斤顶可为安装工作提供一个稳定的基座，因此它也是打桩工程的首选。然而，其缺乏内在稳定性和机动性使塔架的安装较为困难。 半沉式安装（Semi –Submersible Installation） 对于执行海上建设工作，半沉式起吊船是漂浮平台中最稳定的一种。现有的驳船设计仅适用于较远的海上作业，而在浅滩地区较难发挥作用。 载运船，平底驳船，地面起吊机（Ship Shaped Vessel， Flat Bottom Barges a nd Land Based Cranes） 载运船和平底驳船在建设作业中的稳定性不够理想，较易受天气状况的影响。而地面起吊机，只要天气良好，便可显示出其旋转起吊机和费用低廉这来两项优势。 漂浮式安装（Float-Over Installation） 所谓漂浮式安装，就是先将塔架在码头上垂直吊起，再将其下放至待安装的模拟桩基上，用钉子固定，然后垂直安置于驳船上准备运送。等到涨潮时，排放压舱水使塔架与模拟桩基分开，一旦达到安全水深，驳船即引入压舱水作牵引之用，到达安装现场后，驳船再次排放压舱水，安全固定于海上风电场的桩基上。然后再次引入压舱水使驳船下沉，在桩基上调转塔架的支撑件，最后撤出驳船完成海上安装工作。 现在常见的吊装船有早期的改装船如图9所示的A2SEA改装船，以及目前所建造的几艘近海风电专用吊装船只如图10所示的五月花“决意”号和图11所示的“跳爆竹”号。