下载文档原格式
风电场电气一次部分的无功补偿发布时间：2023-04-03T06:04:41.538Z 来源：《科技潮》2023年2期作者：李向阳[导读] 风能是一种常见的清洁能源，是可持续利用的能源，但是在风力发电过程中含有着间接性与不确定性，尤其是风电场并网之后，较可能产生突发状况，引发电能质量下滑。
故此，在风力发电过程中，应强化风电场无功补偿技术的运用。
中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司河南郑州 450000摘要：风能是一种常见的清洁能源，是可持续利用的能源，但是在风力发电过程中含有着间接性与不确定性，尤其是风电场并网之后，较可能产生突发状况，引发电能质量下滑。
故此，在风力发电过程中，应强化风电场无功补偿技术的运用。
关键词：风电场；电气一次；无功补偿1风电场无功补偿的作用风电场电气主系统的组成部分包括变压器、线路、风力发电机以及附属变电站等。
由于电气主系统组成成分中包含了感性特性，因此需补偿容性无功。
通过对风电场运行的整体状况进行分析，根据分析结果得出无功补偿设备的作用体现在3个方面。
（1）补偿感性的无功功率，可以通过应用容性无功设备达到目的。
应用该设备能够提高风力发电场中的功率因数，还能使得有功以及无功之间的比例保持正常及稳定。
（2）因为风机的两大特性是随机性及不可控性，如果电气系统的风速产生了变化，风机的输出功率会随之变化。
而通过应用无功补偿设备，能够调整系统的电压，这样就能在风机并入电网或切出电网的过程中，通过应用无功补偿装备，始终保持电压供给稳定，从而尽可能降低电压的波动量，保证电压维持在一定范围之内。
（3）应用无功补偿设备，能降低变压器以及线路的能量损失，同时降低线路以及变压器的无功传输。
而应用无功补偿措施，还能降低风电场因为线路以及变压器产生的能量损耗，从而最大程度降低损耗，节约能源。
在这种情况下，通过利用无功补偿设备，能将无功损耗控制在3.5%-6.5%。
2风电场电气一次部分的无功补偿2.1无功补偿技术类型2.1.1同步调相机现阶段为了优化并网后的电力资源质量，可以利用同步调相机技术，控制同步电机在过磁激励状态下吸收超前电流的方式，优化电网质量。
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。
动态无功补偿对风电基地并网的支撑作用李鹏;纪东妮;陈得治;宋云亭;汪宁渤【摘要】针对我国酒泉大型风电基地并网存在的诸如电压攀升、电压失稳和低频振荡等安全稳定运行风险问题,基于西北电网2012年冬大方式,利用BPA仿真平台,仿真研究了动态无功补偿对风电并网安全问题的支撑与改善作用,重点论述了动态无功补偿抑制低频振荡的原理.分析结果表明:充分利用动态无功补偿自动、快速调控无功出力特性,能较好地提升酒泉风电基地接入电网的安全稳定性.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)001【总页数】5页(P169-172,210)【关键词】电压攀升;低频振荡;电压失稳;安全稳定;动态无功补偿【作者】李鹏;纪东妮;陈得治;宋云亭;汪宁渤【作者单位】华北电力大学,河北保定071003;海口供电局,海南海口570203;海口供电局,海南海口570203;中国电力科学研究院,北京100192;中国电力科学研究院,北京100192;甘肃省电力公司风电技术中心,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】TM614大型风电基地接入并远距离外送是中国风电开发的主要模式，国家已规划了多个千万千瓦级风电基地。
大型风电基地并网不同于大规模分散式接入电网的模式，有特定的安全稳定问题[1]。
按照《风电场接入电力系统技术规定》，风电场应配置一定的动态无功补偿，其作为风电并网重要的控制设备之一，在风电并网运行控制中发挥了较大作用[2]。
业内针对风电场动态无功补偿的理论和工程问题作了大量研究，文献[3]针对酒泉风电基地大规模风电脱网事故，提出风电场动态无功补偿设备存在缺陷，是导致大量风电机组高电压脱网的主要原因；文献[4]在长距离输电线上装设静止无功补偿(SVC)装置，增加抑制低频振荡的阻尼力矩，以改善系统的动态性能；文献[5]提出由于风电出力的波动性和间歇性的特点，会对电网低频振荡产生扰动，通过配置动态无功补偿装置可降低该扰动。
风电场动态无功补偿装置性能分析与比较牛若涛(北京京能新能源有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特 010070) 摘 要:近年来,随着风力发电接入电网规模的逐步扩大,风电场无功补偿装置的补偿能力和响应时间等参数越来越受到各方重视。
同时,随着电力电子技术的快速发展,应用于风电无功补偿装置的新材料新工艺也不断涌现。
文章简要介绍风电场无功补偿装置的发展历史,重点介绍目前常用的各种风电场无功补偿装置的工作原理和系统组成,对各种补偿装置的运行特性、主要参数进行了详细的分析与比较。
关键词:静止型动态无功补偿;SVC;T CR;SVG 中图分类号:T M7 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0095—03 2011年是我国陆上风电产业继续发展的一年,仅内蒙古地区就增加吊装容量3736.4M W,累计容量17594.4M W。
随着区域性风电场开发容量的逐渐扩大,风电机组并网对系统造成的影响越来越明显。
国内目前的风电场大多采用感应式异步发电机,并入电网运行时需要吸收系统的无功功率。
在风电场集电线路母线安装无功补偿设备则可以提供异步发电机所需的无功功率,降低电网因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。
本文结合目前风电场广泛使用的不同类型无功补偿装置的运行维护经验,从无功补偿装置的原理、系统组成及功能特性等方面进行了对比分析,得出了风电场最优的无功补偿配置方案。
1 无功补偿装置发展风力发电机组多数是异步发电机组,输出有功功率的同时,需要从电网吸收一定的无功功率,容易引起并网点的电压波动,通常采用在风电场集电线路母线上安装静止型无功补偿装置SVC(Static V ar Compensator)的方式进行治理。
SVC的发展历程大体可分为如下三个阶段:第一阶段:早期的并联电容器组静态补偿装置,用电容器补偿容性无功。
后来的磁阀式可控电抗器(M CR),采用直流助磁原理,利用附加直流励磁磁化铁心(自耦电抗器),改变铁心磁导率,实现电抗值的阶段性连续调整。
风电场动态无功补偿装置性能检测技术摘要：风力发电的开发利用是新能源发电的重要组成部分。
随着风电普及率的逐渐提高，风电接入对电力系统的影响不容忽视。
风电资源的不确定性和风电机组的运行特性使风电场的输出功率波动，容易导致功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变，采用无功补偿装置可以有效地改善这些问题。
风电场直驱发电机组的同步电机发出有功、无功的同时也吸收无功，进而影响电网电压的稳定性。
利用加装动态无功补偿装置，能有效调节并网电压。
为验证动态无功补偿装置的性能，本文通过分析装置工作原理，提出了动态无功补偿装置性能检测技术。
关键词：风电场；动态无功补偿装置；性能检测；应用引言随着电力行业技术的不断发展，电网复杂性进一步增加，无功补偿对电力系统安全稳定经济运行有着重要意义。
无功补偿装置是电力系统的重要装置，能用于母线电压控制，有效减少电压波动。
风电场直驱同步发电机在其输出有功功率的过程中同时吸收无功功率，导致并网点出现电压波动，因此对于直驱机组并网运行时需分析电压稳定性。
动态无功补偿装置是通过IGBT模块的开关实现调整，其动作速度较快，相对性能较好。
运用无功补偿装置的相关研究进行探讨，以实现对不同工况补偿容量的确定，提升风电场电压稳定性。
基于此，本文对适用于风电场的动态无功补偿装置性能检测展开概述。
1无功补偿工作原理1.1 SVC（静止无功补偿器）工作原理SVC基本结构见图1。
图1 SVC基本结构图FC由固定电容器和串联电抗器组成，为电网提供固定的容性无功，亦可滤除TCR的谐波。
TSC由反并联可控晶闸管、串联电容器及阻尼电抗器组成，可控晶闸管投切电容器，提供可选容量的容性无功，通常选择在系统电压峰值投入，在电容器电流为零时切除，使投切时的冲击电流达到最小。
TCR由反并联可控晶闸管及串联电抗器组成，可看作是一个可变电纳，改变触发角就可改变电纳值，因系统电压是不变的，改变电纳就能改变基波电流，从而控制与电网交换的无功功率大小1.2 SVG（静止无功同步补偿器）工作原理SVG是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，相当于一个无功电流源。
基于风场AGC调度控制的三区域控制法李振华;曹积欣;董玲玲【摘要】针对电网调度中心对风场的自动功率调度目标要求,在分析MW级双馈变桨风机机组运行特性的基础上,采用传统的PID控制为基础、结合控制保护区域检测单元、机组控制输出保护单元组合的三区域控制系统建立的风场有功控制单元,针对莱州风电场进行AGC控制测试,证明三区域控制系统具有良好的系统控制性能.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】3页(P51-53)【关键词】PID控制;双馈变桨风机;AGC(自动发电控制)【作者】李振华;曹积欣;董玲玲【作者单位】山东华能莱州风力发电有限公司,山东264000;山东华能莱州风力发电有限公司,山东264000;山东华能莱州风力发电有限公司,山东264000【正文语种】中文【中图分类】TP290 引言为提高风电并网运行的技术和管理水平、优化风电并网调度运行，为实现风电功率预测预报为辅助手段的各类电源协调运行、提高调度能力的具体目标，电力调度机构要按照有关法律法规和技术标准要求，加强风电调度管理，在保证电力系统安全稳定运行的前提下，实现风电等可再生能源的优先调度和全额收购目标要求。
因此风电场必须具备低电压穿越技术，风场负荷预测系统、风电场在线负荷控制技术，风电场在线负荷控制技术主要控制的是完成电力调度机构对风场下发的负荷目标进行有效的目标跟踪控制，将负荷控制稳态、无差地运行在目标状态之中，即风场统称的AGC调度运行控制。
1 三区域控制法对于风电场在线负荷控制技术，可以认为是实现最优控制，控制的准则是指满足JITAE为最小的控制方式，可采用表达函数为:其中e(t)为控制和目标的偏差，τs为过渡时间[1]。
由于风场的风速具有随机性，风速的变化相对规律比较难于预计，同时短期风速的变化不会太大，因此系统的误差过渡跟踪时间是可以根据风速的变化趋势范围加以定性控制的，不同的风速范围变化决定不同的系统过渡控制时间常数，通过优化修正控制确保系统的稳定性和鲁棒性，具体的系统控制如图1所示。
风电场不同无功补偿方法运行特点及优化措施研究随着我国清洁能源的不断发展，风电场在取代传统火力发电厂的同时也面临着众多的挑战。
其中一个重要挑战就是无功补偿问题。
由于由于风电场不同无功补偿方法所带来的运行特点和效果差异很大，因此需要进行深入的研究，以优化风电场的无功补偿方案，提高其发电效率。
一、引言无功补偿是指在电力系统中，通过无功补偿电容器或电抗器的使用，实现电网中电压的提高或减少，在保证电力质量的同时有效地改善电力系统的无功功率因数。
而无功功率因数是评价电力系统稳定性和无功流参考依据的重要参数，尤其对于风电场来说，无功补偿更是一个至关重要的问题。
本文将从风电场无功补偿问题的背景、不同无功补偿方法的特点、运行效果为出发点，分析不同无功补偿方法的优劣，并提出优化措施，为风电场无功补偿提供参考意见。
二、风电场无功补偿问题的背景由于风能发电与传统火力发电不同，其能量来源不稳定，风速和风向的变化导致机组输出功率的波动，并导致风电系统中的无功力量的变化。
而传统火力发电机组和水力发电机组具有较强的无功调节能力，可以通过调节励磁电流和水轮机的引导叶片来实现电网的无功补偿，在保证电力质量的同时保持电网的稳定。
但是，对于风电场来说，由于其并网能力受限，风电组对电网的无功调节能力较弱，很难实现电网的稳定性。
因此，风电场需要通过无功补偿装置来提高电网的稳定性和控制无功功率因数。
同时，由于风电场通常分布广泛、占地面积较大，因此无功补偿的方式和方案也需要考虑适应性和可实施性。
三、风电场无功补偿的常用方法1、静态无功补偿器（SVC）静态无功补偿器（SVC）是一种无功补偿设备，可以通过调节电容和电感器的参数，控制风电场的无功补偿。
SVC能够快速响应电网的无功变化，从而实现电网中的无功补偿。
SVC 无功补偿器具有响应速度快、调节能力强等优点，然而其缺点是造价较高、依赖电网结构、受电网络环境影响较大、容易受到谐波干扰等。
2、静态同步补偿器（STATCOM）静态同步补偿器（STATCOM）是一种直流电源装置，可以通过调节电子转换器中的电子器件，实现对电网的无功补偿。
基于 HVAC并网的海上风电场无功补偿配置方式研究摘要：为积极应对全球气候变化,体现大国责任担当，我国积极推动温室气体减排，并制定了“3060”目标，即力争在2030年达到碳排放峰值，努力争取在2060年实现碳中和的目标。
在此背景下，海上风电成为沿海地区现阶段最具开发价值和开发潜力的可再生清洁能源。
本文根据海上风电场的特点，提出适用于现阶段海上风电场的无功补偿配置方案。
针对目前几种主流的应用于风电场的无功补偿装置的原理及优缺点进行了对比分析，对不同类型的补偿设备进行了对比分析，提出了优化选型方案。
关键字：海上风电；HVAC；无功补偿1海上风电场输电并网技术海上风电场并网技术主要分为高压交流(High Voltage Alternating Current，HVAC)和高压直流输电(High Voltage Direct Current，HVDC)，本文针对高压交流输电方式（HVAC）的特点和应用进行分析。
海上风电场高压交流并网一般通过二级升压，即发电机端电压690V通过箱变升压到35kV，通过海底电缆汇集到海上或陆上的升压站，经过主变压器升压到220kV后，再通过高压主海缆或陆上架空线并入电网。
目前，国内海上风电场全部采用HVAC并网，技术和设备比较成熟可靠，运行经验丰富。
在一定的容量和输送距离下，交流输电的经济性很好。
一般而言，离岸距离10km以内、规模小于100MW的小型近海风场，不设置海上升压变电站，采用35kV中压海缆直接登陆后通过陆上升压变电站进行升压并网；海上风电场的装机容量150MW-500MW，离岸距离超过10km，需要设置海上升压变电站，风机通过集电线路汇集至海上升压平台，升压至220kV，通过交流高压海缆登陆后接入电网。
随着海上风电机组大型化发展，单个风场开发规模不断增大，HVAC并网存在下列技术瓶颈：1)HVAC并网需要风电场和电网严格保持同步，而风机对并网点交流母线电压较为敏感。
风电场并网运行的无功补偿优化问题
温步瀛;江岳文;陈冲
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2008(28)5
【摘要】风电场的功率输出具有很强的随机性,对风电场运行后的无功优化和系统稳定性问题进行了探讨.采用基于约束规划的无功补偿模型,提出基于随机模拟技术和Beta分布的粒子群优化解算方法.论述了Beta分布的粒子群算法的关键实施技术(Beta分布函数、初始可行解的产生策略、粒子的更新策略)及具体优化解算过程,并采用风电场并网运行的无功补偿优化及风电场并网运行的稳定性校验实例,表明该模型能满足可靠性和经济性条件下风电场所需的补偿容量,所采用的解算方法效果好.
【总页数】5页(P42-46)
【作者】温步瀛;江岳文;陈冲
【作者单位】福州大学,电气工程与自动化学院,福建,福州,350108;福州大学,电气工程与自动化学院,福建,福州,350108;福州大学,电气工程与自动化学院,福建,福州,350108
【正文语种】中文
【中图分类】TM614;TM714.3
【相关文献】
1.大规模风电场并网运行无功补偿研究 [J], 李善颖;石庆鑫
2.大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术分析 [J], 郑海涛;郑昕;吴兴全;姚天亮
3.基于VSC-HVDC并网的海上风电场无功补偿控制策略 [J], 苗文静;黄伟;葛良军;王明帅
4.大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术研究 [J], 马广平
5.大规模风电场并网运行无功补偿研究 [J], 石江浩
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
