风电场无功补偿装置介绍

动态无功补偿装置简介目录一、概述 (3)二、产品介绍 (4)2.1、静止无功补偿装置（SVC） (4)1) 产品原理 (4)2) 产品组成 (6)3) 主要作用 (7)4) 技术指标 (9)5) 应用案例 (10)2.2、静止无功发生器（SVG） (12)1) 产品原理 (12)2) 产品组成 (13)3) 产品特点 (15)4) 技术指标 (15)5) 应用案例 (16)2.3、动态无功补偿装置的选择 (17)三、市场分析 (18)3.1、风电行业 (18)3.2、光伏行业 (20)3.3、电网 (22)3.4、工业领域 (23)一、概述无功平衡对提高电网稳定、改善供电质量和提高经济效益至关重要。

我国电网建设和运行中，长期存在着无功补偿容量不足和配备不合理的问题，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。

随着工业规模的快速发展，诸如电弧炉、轧钢机、大容量电动机、电气化铁路牵引机车等冲击性或不平衡负荷迅速增加，使得负荷波动日益加剧，造成电压不稳、功率因数偏低、谐波污染等电能质量问题，给电力系统的安全稳定运行造成了严重的影响。

因此需要大量快速响应的可调无功电源，来维持系统无功潮流平衡、调整电压、降低损耗、提高供电网可靠性以及保持系统稳定性。

传统的无功补偿设备有并联电容器、调相机和同步发电机等，由于并联电容器阻抗固定不能动态跟踪负荷无功功率的变化；而调相机和同步发电机等补偿设备又属于旋转设备，其损耗、噪声都很大，而且还不适用于太大或太小的无功补偿。

所以这些设备已经越来越不适应电力系统发展的需要。

采用静止无功补偿器SVC（Static Var Compensator）和无功发生器SVG是解决电网中无功补偿和谐波滤波问题的最有效措施之一，在调节的快速性、功能的多样性、工作的可靠性、投资和运行费用的经济性等方面都比传统调相机有明显的优势，在解决电网稳定性以及配电电能质量等问题中发挥了相当重要的作用，是目前各国普遍采用的先进实用技术。

无功补偿容量计算一、无功补偿装置介绍现在市场上的无功补偿装置主要分为固定电容器组、分组投切电容器组、有载调压式电容器组、SVC和SVG。

下面介绍下各种补偿装置的特点。

1) 固定电容器组。

其特点是价格便宜，运行方式简单，投切间隔时间长。

但它对于补偿变化的无功功率效果不好，因为它只能选择全部无功补偿投入或全部无功补偿切出，从而可能造成从补偿不足直接补偿到过补偿，且投切间隔时间长无法满足对电压稳定的要求。

而由于光照强度是不停变化的，利用光伏发电的光伏场发出的电能也跟着光伏能力的变化而不断变化，因此固定电容器组不适应光伏场的要求，不建议光伏项目中的无功补偿选用固定电容器组。

2) 分组投切电容器组。

分组投切电容器组和固定电容器组的区别主要是将电容器组分为几组，在需要时逐组投入或切出电容器。

但它仍然存在投切间隔时间长的问题，且分的组数较少，一般为2,3组(分的组数多了，投资和占地太大)，仍有过补偿的可能。

因此分组投切电容器组适用于电力系统较坚强、对相应速度要求较低的场所。

3) 有载调压式电容器组。

有载调压式电容器组和固定电容器组的区别主要是在电容器组2前加上了一台有载调压主变。

根据公式Q=2πfCU可知，电容器组产生的无功功率和端电压的平方成正比，故调节电容器组端电压可以调节电容器组产生的无功功率。

有载调压式电容器组的投切间隔时间大大缩短，由原来的几分钟缩短为几秒钟。

且有载调压主变档位较多，一般为,10档，每档的补偿无功功率不大，过补偿的可能性较小。

因此分组投切电容器组适用于电8力系统对光伏场要求一般的场所。

4) SVC。

SVC全称为Static Var Compensator，即静态无功补偿装置。

SVC如上图所示接入系统中，电容器提供固定的容性无功Qc。

电抗器提供滞后的无功，大小连续可调。

可以通过控制电抗器L上串联的两只反并联可控硅的触发角α来控制电抗器吸收的无功功率的值。

只要Q(负载)-Qc+Q(电抗器)=恒定值(或0)，功率因数就能保持恒定，VTCR电压几乎不波动。

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 SVG 散热风机节能降噪系统优化摘要：为解决风电场动态无功补偿装置SVG在实际运行的过程当中所出现的一系列问题，如SVG室负压大，噪音大以及散热风机电损损耗大等，引入了电机变频调速技术，对此类问题进行优化，尤其是散热风机电能损耗大的问题。

本文首先对风机变频节能原理进行简单论述，重点研究了无功补偿装置，散热风机节能降噪系统优化的策略及效果，提高散热风机的效率，推动其长期稳定运行。

关键词：节能降噪系统；动态无功补偿装置；风电场1风机的变频节能原理根据目前各企业运行情况可知，截止到目前为止，大部分企业运用的风机设备为异步电动机，其风机节能目的的达成依靠直接驱动方式，该方式在实际运行时存在一系列问题，尤其是在电机负载过大的基础上，将造成设备使用寿命的缺陷，甚至会致使电机运行中出现电机烧毁和机械故障的情况，严重影响企业运行，因此，需优化系统，节能降噪，保证系统的正常运转。

作为一款新型节能产品，风机变频调速器通过变速能够对于风机性能曲线进行优化，对于其工作点进行改善。

风机变频调速器相比较来说具有不需维护、性能优越、控制精确度较高以及操作方便容易等优点。

在保持其他条件不变的情况下，本文针对于风机变频调速技术基本工作原理进行了探讨，其中，通过电源频率在异步电动机定子端中的输入对于电动机转速进行了变动。

电机转速和工作电源输入频率之间的关系具体为：n=其中：p—电动机极对数；s—电动机转差率；f—异步电动机的频率；n—异步电动机的转速。

根据上述关系公式可以发现，异步电动机的频率和异步电动机的转速之间是成正比例关系，如果想要改变异步电动机的转速，只需要对于异步电动机的频率进行改变。

通常情况下，在异步电动机的频率处于0~50Hz时，电动机转速调节范围将会相当大，利用对于电动机电源频率的调节，能够实现变频调速器速度的调节。

注：调速连续精确，风量控制精确；利用变频器完成转速的调节；通过转速的变慢，实现能源消耗的减少；通过转速的变慢，实现风压的减少；通过转速的变慢，实现风量的减少；通过转速的变慢，实现风机特征曲线的下降；不能转变管网的阻抗特性；相当于转变风机的压力与流量的关系。

无功补偿装置的原理及应用1. 引言无功补偿装置是电力系统中常用的一种设备，用于调整电力系统中的无功功率，改善系统的功率因数。

本文将介绍无功补偿装置的原理及其应用。

2. 无功功率及其影响无功功率是电力系统中除了有用功率之外的另一种功率。

它不直接执行功绩，却在电力系统中发挥着重要的作用。

无功功率可以分为容性无功功率和感性无功功率。

容性无功功率表示电压超前电流，对应电容器的无功功率，而感性无功功率表示电压滞后电流，对应电感器的无功功率。

无功功率的存在会造成电力系统电压下降、设备过载、损耗增加等问题，因此需要采取措施进行补偿。

3. 无功补偿装置的原理3.1 电容器补偿原理电容器是常用的无功补偿装置。

它根据电容器的特性，在电力系统中接入适当的位置，通过供给感性电流来补偿电感器产生的感性无功功率。

由于电容器本身具有负的感性无功功率，因此能够有效地抵消感性无功功率，提高功率因数。

电容器补偿的原理简单，成本低廉，广泛应用于电力系统中。

3.2 电感器补偿原理电感器也是常用的无功补偿装置。

它根据电感器的特性，在电力系统中接入适当的位置，通过供给容性电流来补偿电容器产生的容性无功功率。

电感器通过感性电流的引入，能够抵消容性无功功率，提高功率因数。

电感器补偿的原理相对电容器较为复杂，成本也较高，主要应用在对容性负载较多的电力系统中。

4. 无功补偿装置的应用4.1 工业电力系统在工业电力系统中，由于负载种类繁多，功率因数普遍较低，因此无功补偿装置的应用十分重要。

工业电力系统中常用的无功补偿装置有定容电容器、可调容电容器和电抗器。

通过合理地选择和配置这些装置，可以有效地改善功率因数，降低无功功率损耗，提高系统的能效。

4.2 电力发电系统在电力发电系统中，无功补偿装置的应用主要是为了维持系统的电压稳定。

当电力系统的无功功率不平衡时，电压会出现波动，影响系统的稳定性。

通过引入适当的无功补偿装置，可以实现对系统的无功功率进行有效调节，确保系统的电压稳定在合理范围内。

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。

浅谈静止无功补偿装置（SVG）在风电场的应用【摘要】针对风电场的特点，浅谈静止无功补偿装置（svg）在风电场的应用。

【关键词】风电场；无功功率；谐波风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，导致并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题，对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题，都需要动态无功补偿系统。

另一方面，系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响。

一、无功与谐波问题（1）无功问题。

在工业和生活用电负载中，阻感负载占有很大的比例。

异步电动机、变压器、荧光灯都是阻感负载。

异步电动机和变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中占有很高的比例。

电力系统中的电抗器和架空线也消耗一些无功功率。

除此之外，一些电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控装置、如相控整流器等，在工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率。

（2）谐波问题。

引起电力系统谐波的主要谐波源有铁磁设备、电弧设备以及电力电子设备。

其中铁磁设备谐波源包括变压器和旋转电机等，电弧设备谐波源包括电弧炉、电弧焊和放电型照明设备（荧光灯）等，这两种谐波源的非线性是由铁芯饱和及电弧的物理特性导致，都是无源型谐波源；电力电子设备谐波源主要包括家用电器及计算机等的电源、交直流调速电机、直流开关电源、充电器及其他整流/逆变设备，其非线性是由电力半导体器件的开关过程导致的，属于有源型。

随着电力电子装置应用的日益增多和容量的不断增大，这部分电力电子设备所产生的谐波所占比重也越来越大，目前已成为电力系统的主要谐波污染源。

二、静止无功补偿装置（svg）的功能与特点svg 的主要功能如下：（1）提高线路输电稳定性；（2）维持受电端电压，加强系统电压稳定性；（3）补偿系统无功功率，提高功率因数；（4）谐波动态补偿，改善电能质量；（5）抑制电压波动和闪变；（6）抑制三相不平衡。

svg 是基于电压源型变流器的补偿装置，实现了无功补偿方式质的飞跃。

无功补偿装置原理无功补偿装置是一种用于电力系统中的设备，其主要功能是通过自动调节电力系统中的无功功率来维持系统的功率因数在一个合理的范围内。

本文将介绍无功补偿装置的原理及其在电力系统中的应用。

一、无功功率的概念在电力系统中，有两种功率需要考虑，即有功功率和无功功率。

有功功率是指电力系统中真正用于做功的功率，例如驱动电机、发电机的功率输出等。

无功功率则是指电力系统中未转化为有用功耗散的功率，例如电动机的感应电流、电容器和电感器件中的交流电流等。

二、无功补偿的必要性无功功率的存在在电力系统中会引起一系列问题，例如降低功率因数、造成电流波动、电压不稳定等。

因此，为了提高电力系统的稳定性和效率，无功补偿装置的应用变得至关重要。

三、无功补偿装置的原理无功补偿装置主要通过补偿电容器和电感器件来实现。

补偿电容器用于消耗无功功率，而电感器件则用于提供无功功率。

通过在电力系统中引入适当的电容和感抗来平衡有功功率和无功功率的比例，从而提高功率因数。

四、无功补偿装置的种类根据不同的应用场景和功率需求，无功补偿装置可以分为静态型和动态型两种。

1. 静态型无功补偿装置静态型无功补偿装置主要由电容器组成，可以通过增加或减少电容器的接入量来实现无功功率的补偿。

电容器通过与负载并联或串联，根据实际需要消耗或提供无功功率。

2. 动态型无功补偿装置动态型无功补偿装置主要通过电力电子器件来实现无功功率的补偿。

它可以根据系统电压、电流的变化快速调整无功功率的大小和相位，以实现对电力系统的精确补偿。

五、无功补偿装置的应用无功补偿装置广泛应用于各个领域的电力系统中，包括工业、商业和住宅等。

它可以提高电力系统的功率因数，减少电网损耗，增加传输容量，同时提高电压稳定性和系统能效。

六、未来发展趋势随着电力系统的需求不断增长，无功补偿装置的发展也面临着新的挑战和机遇。

未来的发展趋势主要包括更高的功率密度、更高的可靠性和智能化控制等方面。

结论无功补偿装置是电力系统中必不可少的设备，通过补偿无功功率，可以提高系统的功率因数，改善电力质量，降低能耗，在电网运行中发挥着重要作用。

风电场电气一次部分的无功补偿技术摘要：基于人们日常生活中离不开对电能资源的应用，为了缓解供电压力，解决电能供应不足的问题，技术人员开始研究使用清洁型、可再生的自然资源进行发电工作的方法。

本文主要介绍的是风力发电技术，在发电过程中，需要安装专用的电气设备。

电气的一次部分主要指的是用来完成电压、电流运输工作的相关设备，包括发电机、变压器等等。

属于供配电设备的类别，需要在设备当中合理融入无功补偿装置，并以智能电网为基础，研究构建智能化无功补偿系统的方法，解决电能的浪费问题。

关键词：风电场；电气；一次部分；无功补偿技术风电场是以风力发电为主要发电方式，来为城市提供基础电能，满足人们的日常用电需求。

在发电以及供电传输的过程中，涉及到对电气设备的运行管理以及电能的转换工作。

为了降低电能在传输过程中的损耗，技术人员正在研究对电气一次部分使用无功补偿技术的方法。

1.风电场电气一次部分设计方案及注意事项在展开无功补偿设计工作之前，需要分析出电气设备运行期间的哪些环节会产生电能的损耗，以及造成这一现象的具体原因。

结合这些问题来优化设计方案，才能推动风电场发电及供电工作的顺利开展。

1.1设计流程首先，无功补偿设计需要以电网的建设工作为基础，确定电网的传输路线，明确输电工作需要使用的电线种类。

其次，根据电气运行安全及变电管理工作需求，确定构建电网结构时需要安装哪些配套的电气设备，并确定日常的电流量、电压量大小。

然后，应当根据电能的使用安全问题，做好电气设备及输电线路的接地处理工作。

1.2注意事项在电网及电气一次部分的相关电气设备投入使用的过程中，需要定期做好运维管理工作，包括设备清洁、养护，故障维修等多个环节。

然后，应总结运维管理经验，以风电场的风力发电形势为基础，确定发电过程及供电过程容易出现的电能流失、浪费等问题，以节约能源为基本目标，展开无功补偿研究工作。

新时期，常见的无功补偿技术方法有很多，不同方法需要建立不同的管理制度，并注重提升管理人员的技术操作能力，才能保障发电机供电工作的稳步开展状态，推动风电场的可持续发展。

风电场电气一次部分的无功补偿技术摘要：风能是重要的清洁能源，属于可持续利用能源，但是风力发电过程中存在间接性以及不稳定性，尤其是风电场并网的时候很有可能出现突发状况，导致电能质量下降。

因此，在风力发电过程中，必须要加强对风电场无功补偿技术的应用。

风电场无功补偿技术是目前风电场生产运行过程中的重要技术，可以对风电场的电压波动现象进行改善，同时，还能提高风电场的母线电压、发电机的稳定性，为风电场并网提供坚实基础。

关键词：风电场；风力发电；电气一次部分一、风电场无功电压自动控制系统设计1.1无功补偿技术的类型1.1.1同步调相机由于变压器和异步电动机是主要的电力系统负载，因此这些设备也是最主要的无功功率的吸收部分，而同步调相机就是利用同步电机在过励磁状态时对超前电流的吸收来改善电网质量的。

但是由于机械类设备因此需要的功率较大，而且转速后期维护费用较高。

1.1.2固定投切电容器电力电容器结构简单、运行可靠，也是电力系统中的重要组成部分，通过机械设备的投切、分接头转换可以稳定电压。

随着风力发电技术的不断应用，风力发电厂越来越多，发电规模也越来越大，生产耗能升高，机械投切的弊端也开始逐渐显现出来，即调节速度变慢，甚至还可能出现调节失灵。

1.1.3静止无功补偿静止无功补偿简称SVC，是目前应用较为广泛的技术。

可以实现无功功率的连续控制，能够通过发出或者吸收无功功率来实现动态补偿，目前已经在石油化工、冶金、风电等得到了广泛的应用，有着很大的技术发展潜力。

SVC控制系统最大的特点是利用的瞬时无功理论的算法，快速的实现了无功补偿的计算，让后将脉冲形成电路的触发脉冲经过电光转换传递到脉冲功率单元，通过调节晶夹管导通角的大小来实现无功输出容量的控制，可靠性以及抗干扰性非常强。

1.1.4静止同步补偿器静止同步补偿器技术的基本原理是将补偿装置并联到电网中，可以理解为在电路中绑定一个根据电网的负荷情况来控制电流大小的无功电源，从而对电气系统的无功补偿进行自动控制。

风电场中无功补偿装置SVG的应用摘要：近年来，风力发电接入电网的规模比重越来越大，随着各行各业对用电要求越来越高，电网公司对发电企业上网电能质量的要求也越来越严格。

风电场无功补偿装置的调节精度及响应速度越来越受到重视。

结合110 kV升压站，35kV 无功补偿装置SVG在生产过程之中的实际运行性能，找出一种合理的无功补偿方式。

关键词：电能质量；SVG；无功补偿；风力发电引言随着国家新能源的发展，风力发电在电网中的比例越来越大，风电机组并网对电网系统的影响也越来越明显。

风力发电机组大多采用异步发电机组，在输出有功功率的同时，需要从电网吸收无功功率，易引起电网电压的波动。

为维持电网系统的稳定，通常采用在风电场集电线路母线上安装无功补偿装置SVG （Scalable Vector Graphics）进行调节，改善电网的电能质量。

荆山风电场的无功电压控制主要由无功补偿装置（SVG）通过无功快速补偿维持母线电压，有效抑制电压突变，提高功率因数。

一、荆山风场110kV升压站工程概况1.1荆山风电场装机容量42MW，为适应风电场出力快速变化、满足无功电压以及风电场功率因数的控制要求，满足各种电网运行方式下风电功率波动引起的电压波动对风电场电压调节和功率因数调节的要求，在110kV升压站内35kV 母线上装设一套35kV静止型动态无功补偿装置（RSVG），该装置可实现感性10Mvar和容性10Mvar连续可调。

升压站安装一台50MVA，电压110±8×1.25%/35 kV油浸式有载调压升压变压器，以单回110kV出线接入系统。

当升压变110kV侧电压高于1.06pu时投入感性无功并逐级调节，控制目标为升压变110kV侧电压不高于1.06pu；当升压变110kV侧电压降低到1.02pu时逐渐退出感性无功，直至容量全部退出；当升压变110kV侧电压低于1.01pu时投入容性无功并逐级调节，控制目标为该点电压不低于1.01pu，直至容量全部投入；当升压变110kV侧电压高于1.05pu时退出容性无功并逐级调节，直至容量完全退完。