风电场动态无功补偿方案设计
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无功补偿在风力发电系统中的应用无功补偿(Power Factor Compensation)是指在电力系统中通过控制电容器或电感器的投入和退出,以提高系统的功率因数,减少无功功率的流动。
在风力发电系统中,无功补偿的应用对于优化发电效率和提高系统稳定性至关重要。
一、无功补偿的原理和作用无功补偿是为了解决电力系统中由负载引起的无功功率流动过大的问题。
当电力负载具有感性(电感)特性时,会产生无功功率的流动,降低系统的功率因数。
无功补偿通过投入电容器来补偿感性功率,提高功率因数。
在风力发电系统中,风机叶片的旋转会产生感性负载,导致无功功率的流动。
为了确保系统的稳定运行和最大限度地利用风能,必须应用无功补偿技术来平衡感性功率并提高发电效率。
二、无功补偿的应用技术在风力发电系统中,常见的无功补偿技术主要包括静态无功补偿器(SVC)和STATCOM(Static Synchronous Compensator)。
1. 静态无功补偿器(SVC):静态无功补偿器是一种通过控制电容器和电感器的投入和退出来实现无功补偿的设备。
它可以根据系统的功率因数和电压来自动调节无功功率的流动,从而提高系统的稳定性。
2. STATCOM:STATCOM是一种静态同步补偿装置,它通过控制功率半导体器件的工作方式来实现无功功率的补偿。
它可以快速响应并提供连续的无功功率调节,从而有效地保持系统电压稳定。
三、无功补偿在风力发电系统中的优势无功补偿在风力发电系统中具有以下优势:1. 提高发电效率:风力发电系统中的无功功率流动会降低整个系统的发电效率。
通过应用无功补偿技术,可以平衡感性功率,减少无功功率的流动,从而提高发电效率。
2. 保护设备:无功补偿可以减少电力系统中的无功功率流动,降低电网中的谐波干扰,保护各种设备免受电压波动和电流波动的影响。
3. 提高电网稳定性:风力发电系统作为分布式电源,对电网的稳定性有很大影响。
通过应用无功补偿技术,可以平衡感性功率,提高系统的功率因数,增强电网的稳定性。
风电场无功补偿计算方法以下是 7 条关于风电场无功补偿计算方法的内容:1. 嗨呀,你知道无功补偿计算方法里的那个什么功率因数有多重要吗?就好比我们开车要知道油还有多少一样重要啊!比如风电场里的那些风机,如果功率因数出问题啦,那可就麻烦大咯!2. 哇塞,无功补偿计算方法里的那些公式啊,就像一道道谜题等你去解开呢!像我们解数学题似的,你得细心琢磨呀。
说真的,不认真可不行哦,就像盖房子不打牢基础会塌一样!比如计算无功补偿容量的时候,真得仔细再仔细呢!3. 嘿,你想想看,风电场无功补偿计算方法就像是给风电场打造一副合适的铠甲呀!你得选对合适的数据和公式,才能让风电场运行得稳稳当当。
这不就像给咱自己选合身的衣服一样嘛,不合适能行吗?瞧瞧那些不准确计算导致的问题,多吓人呀!4. 哎呀呀,无功补偿计算方法这东西啊,可复杂又可关键啦!相当于风电场的生命线呢!好比人没有了健康就啥都干不了。
比如说如果对无功补偿计算马虎了,那风电场可能就“生病”啦!5. 哟呵,风电场无功补偿计算方法,那可是一门大学问呐!不像做个简单手工那么容易哟。
这就好像一场艰难的比赛,你得全力以赴才能赢得漂亮。
想想看,如果计算错了,那不就像比赛跑错了赛道一样糟糕嘛!6. 哈哈,风电场的无功补偿计算方法啊,真的是要好好琢磨呢!就像走迷宫一样,你得找对路呀。
要是找不到,那不就被困住啦?比如说在选择补偿装置的时候,不仔细研究怎么行呢!7. 天呐,风电场无功补偿计算方法真不是随随便便就能搞定的呀!相当于要修好一条通往成功的路呢。
要是修不好,那后果不堪设想啊!这就如同做饭不掌握好火候,做出来的饭能好吃吗?所以啊,一定要认真对待无功补偿计算方法啊!我的观点结论就是:风电场无功补偿计算方法太重要了,我们必须要高度重视,认真去研究和运用,才能让风电场稳定、高效地运行。
风电场无功补偿装置的配置分析作者:***来源:《今日自动化》2020年第09期[摘要 ]本文將风电场无功配置原则进行了阐述,从而就风电场开关站无功补偿装置的无功损耗计算分析进行了深入地分析,着重从送出线路、风电机组、集电线路、箱变、主变等几个方面进行了论述。
在满足无功补偿要求的基础上,实现了无功补偿装置SVG的配置优化。
[关键词]风电场;无功配置;动态无功补偿装[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487(2020)09–00–02[Abstract]This paper expounds the principle of reactive power allocation in wind farm combined with the author's working practice, and analyzes the calculation and analysis of reactive power loss of reactive power compensation device in wind farm switch station in depth, focusing on the transmission line, wind turbine, collector line, box transformer, main transformer and so on. Based on satisfying the requirement of reactive power compensation, the configuration optimization of reactive power compensation device SVG is realized.[Keywords]wind farm; reactive power configuration; dynamic reactive power compensation installation近年来,我国清洁能源发展取得巨大成就,以风能、太阳能为代表的新能源已经全面进入增量替代阶段,改变了传统的水力、火力等发电模式,也带了了一些新的问题。
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:当即功率因素为1时,;当即功率因素为0.98时,;2)电缆充电功率运行中的送电线路,即是无功电源又是无功负荷,由于电缆具有较小的电阻和较大的对地电容,因此在此仅考虑它作为无功电源的方面,电缆的单位公里充电功率和电缆型号及电压水平有关,其值在厂家资料中应可查得。
海上风电系统无功补偿优化设计分析摘要:在海上风电系统建设中,优化无功补偿设计能够增强系统运行效果。
基于此,本文从海上风电系统无功补偿优化设计的研究意义展开论述,详细阐述了机组模型构建、集电系统模型构建、系统无功补偿运行分析、无功补偿设计研究、设计方案仿真验证这几项优化设计分析过程,研究了无功补偿装置的·优化。
关键词:无功补偿;风电系统;机组模型引言:海上风电系统是一种能够将海上风能转化为电能的发电系统,具有低碳、环保等优势。
而无功补偿系统作为保障风电系统稳定供电的重要设施,起到了提高供电效率、减少电网损耗的作用,因此工作者应当深入分析无功补偿系统的优化设计方法,并采取有效措施,强化无功补偿装置的效用,提升系统运行水平。
1优化设计的研究意义据统计,我国东部沿海地区存在可开发风能资源约有7.5千亿瓦,供电企业通过建设海上风力发电系统,能够实现沿海地区的有效供电,推动我国可持续发展国策的落实进程。
在此过程中,海上风电系统需要借助长距离的海底电缆以及海上升压站,来进行电力功率传送,因此,在长距离传输的条件下,电缆不可避免地会呈现出空载的状态,而空载电缆呈容性,会随着功率的增加,出现电容性或电感性无功情况,使无功补偿成为了海上风电系统必不可少的部分。
为了保障供电质量,当前各供电企业大多都会在陆上并网点内安装无功补偿装置,但这并不能弥补长距离传输带来的问题,而且会造成无功容量太大。
然而,在每台风机上都安装补偿装置,则会给整体调度控制带来困难,因此,研究者提出在陆上集控中心、海上升压站分别安装补偿系统,并深入探讨了补偿系统的优化设计方案,希望能够利用电缆的电容和电感特质,提高供电的稳定性。
2优化设计研究过程2.1机组模型构建为了推算出海上风电系统无功补偿装置设计的最优解,研究者需要构建出一个机组模型,来模拟风机运作状态,强化设计的合理性。
在模型构建中,由于风电机组的总容量相当于系统内所有发电机的容量之和,所以研究者将模型中的等值风力发电机作为节点,然后将每台发电机的电厂单链支路编号设为i,并将j设为一个单链支路中发电机的具体编号,同时,支路总数量设为N,支路中风力发电机的总数量设为M,P、Q则为该风电发电机经过变压器之后,线路所呈现出的有功、无功功率。
风电场无功补偿方案分析冯巨龙;高智鹏【摘要】随着科技的发展,人类利用风能的规模在不断扩大,但是,风能的利用仍然存在一些问题。
间歇性和随机性是风能的两个显著特点,这样就会导致风电场发电随着风速的大小而变化,其有功功率也会随着风速产生变化,使电压不能够恒定。
对于风电场并网运行的电能质量问题,可以通过无功功率补偿的方式来解决。
本文对四种无功功率补偿方式在工作原理、响应速度、调节特性和经济性等方面进行了分析对比,得出风电场无功功率补偿的最佳方式。
【期刊名称】《数字传媒研究》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】5页(P61-65)【关键词】风电场;动态无功补偿;静止无功补偿器;静止同步补偿器【作者】冯巨龙;高智鹏【作者单位】内蒙古新闻出版广电局配电中心,内蒙古呼和浩特010050【正文语种】中文【中图分类】TM614风能(wind energy)是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量,与生物能、水能相同,都是可再生能源。
空气流具有的动能称风能。
空气流速越高,动能越大。
人们可以用风车把风的动能转化为旋转的动作去推动发电机,以产生电力,方法是透过传动轴,将转子(由以空气动力推动的扇叶组成)的旋转动力传送至发电机。
全球的风能约为2.74×109MW,其中可利用的风能为2×107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。
当今世界,能源危机和电力紧缺已成为各国所共同面临的问题。
据全球风能协会公布的数据,2013年全球风电装机新增35467MW,截止到2013年底,全球风电累计装机达到318137MW。
其中,中国仍然是2013年全球年度和累计风电装机的第一名,2013年装机占世界总装机数的45.6%,较上年新增 16100MW,达到了91424MW。
风电场并网的无功补偿【摘要】在风电场并网装机总容量不断扩展的背景之下,机组总容量实现1500kW单位已极为普遍。
由此,无功补偿的重要价值更是不言而喻的。
本文依据这一实际情况,建立在风电场并网运行的基本条件下,就异步发电机无功补偿的控制原理进行了简要的分析与阐述,进而结合某装机容量1500kW机组在无功补偿方面的实例,研究了相应的补偿措施与策略,希望能够为同类型实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
【关键词】风电场;并网;无功补偿;原理;策略在风电场并网运行的状态下,结合我国现行《国家电网公司风电场接入电网技术规定》中所涉及到的相关要求来看,在对风电场并网进行无功补偿的过程当中,要求满足以下几个方面的基本条件:(1)对风电系统无功功率进行补偿的过程当中,要求其高压侧的功率因数能够控制在0.98单位以上;(2)要求所应用的无功补偿装置物攻输出具有动态平滑调节的能力,能够与风电场并网运行下的启停机、风速变化等特殊条件相适应,确保无功补偿能力的动态性与灵活性;(3)要求所应用的无功补偿装置能够实现对电能质量的灵活调节,避免出现闪变、电压波动等方面的问题;(4)要求所应用的无功补偿装置具有风电场并网电压暂态调节支撑能力,低压状态下维持性能良好。
本文即立足以上基本条件,对风电场并网无功补偿的相关问题展开综合分析与讨论。
1.无功补偿的基本工作原理分析当电网正常运行状态下,电压波形表现为正弦波状态时,且测定此状态下的电压相位与电流相位完全一致,则电阻性电气设备自电网运行系统中所获取的功率与电压参数以及电流参数均呈正比例相关关系,且功率的计算可以通过如下方式实现:P(运行功率)=U(电压参数)*I(电流参数);而对于电动机、变压器装置等一类的电感性电气设备而言,在其实际运行的过程当中,除涉及到电压参数、电流参数对其功率产生的影响以外,由于其需要以磁场作为运行的载体支持,因此导致这部分电感性电气设备所消耗的能量无法实现面向有功功率的转化。
风电场集电系统及无功补偿设计方法优化摘要:通过箱变、集电线路、升压变压器和风电场送出线路等的无功计算,初步推算风电场的无功补偿需求,辅以实例计算验证,以指导风电场初步设计及接入系统工作涉及的升压站无功配置。
关键词:风电;功补偿;初步测算;容性无功;感性无功0、引言电力系统运行电压水平取决于无功功率的平衡。
系统中各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求,否则电压就会偏离额定值。
随着国内风电场建设的快速推进,部分地区的风电场装机容量甚至超过其他地方电源装机,合理配置风电场无功补偿,对稳定系统电压有重要作用。
风力资源分布有明显的地域性、季节性、时间性,风电场外送电力随地域、季节、时间可能出现较大的波动。
另外,风电场逐期投产,也导致共用送出线路上无功损耗的大幅增加。
因此,为稳定系统电压,减少电网因输送无功引起有功损失,应对风电场进行无功就地平衡。
根据《风电场接入电力系统技术规定》(GB/T19963-2011)规定:1)对于直接接入公共电网的风电场,其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时汇集线路、主变压器的感性无功功率及风电场送出线路的一半感性无功功率之和,其配置的感性无功容量能够补偿风电场自身的容性充电功率及风电场送出线路的一半充电无功功率。
2)对于通过220kV(或330kV)风电汇集系统升压至500kV(或750kV)电压等级接入公用电网的风电场群中的风电场,其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送出线路的全部感性无功之和,其配置的感性无功容量能够补偿风电场自身的容性充电功率及风电场送出线路的全部充电功率。
风电场无功补偿容量不足,会从电网吸收无功功率,造成电压降低;风电场无功补偿容量过大,会使降低设备有效利用率,造成资产浪费。
此外,电网对风电场并网点也有功率因数考核要求。
本文将针对风电场无功负荷和无功电源展开分析,并进行实例计算验证,初步理清风电场无功补偿计算的思路和方法,以达到风电场无功容量合理配置的目的。
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。
风电场电网无功补偿系统的管理与运维引言:在风电场的运营过程中,电网无功补偿系统的管理和运维是至关重要的。
无功补偿系统能够有效地控制风电场的无功功率,使其在并网运行中,能够保持稳定的电压和频率,降低电网的损耗并提高电能质量。
本文将对风电场电网无功补偿系统的管理和运维进行探讨,包括系统的建设与配置、运行监控与维护、故障处理等方面内容。
一、风电场电网无功补偿系统的建设与配置1.系统规划与设计风电场电网无功补偿系统的建设需要进行系统规划和设计工作。
首先需要根据风电场的功率容量和无功功率需求,确定无功补偿系统的容量和配置。
然后,根据电网的特性和无功功率的变化情况,选择合适的无功补偿设备,如静态无功补偿器(SVC)、静态同步补偿器(STATCOM)等。
同时,还需要考虑到设备之间的互联互通,建立可靠的通信网络。
2.设备选型与采购在进行无功补偿系统的配置时,需要选择适当的设备。
设备的选型应考虑到风电场的技术特点、经济性和实际需求等因素。
采购设备时,需要与供应商进行充分的沟通和比较,选择质量可靠、性能稳定的设备,并且要符合相关标准和法规的要求。
3.系统安装与调试安装无功补偿系统时,需要按照相关的施工规范和安装要求进行操作,保证设备的安装质量和可靠性。
安装完成后,对系统进行调试,确保各个设备之间的协调运行,以及与电网的接口能够正常工作。
二、风电场电网无功补偿系统的运行监控与维护1.运行监控风电场电网无功补偿系统的运行需要进行实时监控,及时了解系统的运行状态和各个参数的变化情况。
监控系统可以通过远程监控软件实现,设备的运行数据和告警信息可以通过网络传输到运维中心进行实时分析。
2.数据分析与评估通过对无功补偿系统的运行数据进行分析和评估,可以及时发现问题和异常,如设备故障、电网波动等。
通过建立合理的数据分析模型和算法,可以对系统的运行状况和优化方案进行评估,提高系统的性能和可靠性。
3.定期维护与检修风电场电网无功补偿系统需要定期进行维护和检修工作。
海上风电系统无功补偿优化设计摘要:如今,全球能源结构改革加速,可再生能源正逐步成为常规主力电能来源,其中风力发电备受瞩目,大规模平价上网时代更指日可待。
本文根据作者多年工作经验,对海上风电系统无功补偿优化设计进行了阐述,旨在为同行提供一些借鉴和参考。
关键词:海上风电系统;无功补偿;优化设计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。
无功补偿方案无功补偿是电力系统中的重要问题,它是指通过采取一些技术手段来补偿负载或传输线上的无功功率,以提高系统的功率因数,减少能耗和电费支出。
在能源紧缺的今天,无功补偿方案对于节约能源、提高电力系统质量具有重要意义。
本文将探讨无功补偿的意义、方案和应用。
1.无功补偿的意义无功功率是电力系统中的消耗功率,它对供电系统的稳定运行和电能质量具有重要影响。
在传输和分配过程中,无功功率的存在会降低系统的电压稳定性、增加线损和供电设备的损耗。
同时,无功功率将导致电能被浪费,降低能源利用效率。
因此,进行无功补偿可以提高供电质量,减少线路损耗和设备寿命,提高电能利用效率。
2.无功补偿的方案(1)静态无功补偿静态无功补偿是通过使用电容器和电抗器等无源元件进行补偿。
电容器用于补偿感性负载的无功功率,电抗器用于补偿容性负载的无功功率。
通过静态无功补偿,可以快速、精确地补偿负载产生的无功功率,提高功率因数。
此外,静态无功补偿器具有体积小、响应速度快、可控性强等优点。
(2)动态无功补偿动态无功补偿是通过采用可控无源功率器件如可控电抗器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM)等来实现补偿。
动态无功补偿器可以根据负载情况实时调节补偿量,以满足系统的动态响应需求。
动态无功补偿器在电网中具有灵活性和响应速度快的优点,能够有效地提高系统的功率因数和电压稳定性。
3.无功补偿的应用(1)工业领域在工业生产过程中,大量的感性负载如电动机、变压器等存在,会产生大量的无功功率。
采用无功补偿方案可以降低输电损耗,提高电源利用率,同时减少额外的能源开支。
此外,通过无功补偿,可以提高电压稳定性,减少电力设备的损伤,延长设备的使用寿命。
(2)电力系统电力系统中无功补偿方案的应用也十分重要。
对于输电线路,适当的无功补偿可以减小功率损耗和电压降低,提高输电效率。
对于配电线路,无功补偿可以降低线损,提高供电质量和功率因数。
此外,无功补偿也可以改善电网的电压稳定性,减少电压波动和谐波。
长沙理工大学硕士学位论文风电场动态无功补偿方案设计姓名:冯凯辉申请学位级别:硕士专业:电力系统及其自动化指导教师:马士英;周任军20100401摘要当今风电场规模越来越大,其装机容量也不断增大,因此在并网运行中面临着很多问题。其中风电场的电压调整和无功功率补偿问题,是大型风电场并网运行所面临的一个重要技术问题。文章以风电场的电压调整和无功功率补偿设计方法为主要研究内容,概述和分析了风力发电并网运行的特点,系统地研究了风电场动态无功补偿方案设计问题,并在此基础上设计了风电场无功优化补偿系统软件。研究了风电场无功功率补偿的作用,风电场无功补偿方式,风力发电机及适用于风电场无功功率补偿等设备的特点及其工作原理。以内蒙古锡盟灰腾梁风电场为例,在电力系统综合分析软件(PSASP)中搭建仿真模型,通过详细的潮流计算、分析,深入研究了风电场规划、设计过程中无功功率补偿的主要目的,给出了详细的风电场无功功率补偿方案设计方法,其中包括无功补偿点、补偿容量及补偿设备的确定。根据内蒙古锡盟灰腾梁风电场的实际情况进行了动态无功补偿仿真,仿真结果验证了补偿的有效性。所设计的风电场无功优化补偿系统软件,可以实现对潮流计算数据进行调用、计算分析,对各种无功补偿方案进行综合比较,得出最优补偿方案。仿真结果表明,风电场采用该无功优化补偿方案补偿后,各节点电压能够满足运行要求,且有功损耗得到了减小;该补偿方案设计软件,具有良好的人机互换界面,便于参数的输入与修改,具有较强的通用性和扩展性,可以应用于其它风电场。
关键词:风电场;动态无功补偿;PSASP;潮流计算;软件ABSTRACTThewindfarminstalledcapacityhascontinuedtogrowasourwindpower
development,SOthegrid-connectedwindturbinehasagreatinfluenceonthepower
system.Thevoltage-reactiveisakeytechnicalprobleminthelarge-scalewindfarm
operation.Thedesignmethodofdynamicreactivepowercompensationforwindfarmis
studiedbasedonthevoltage-reactiveproblemasthemaintopicinthisthesis.The
operationcharacteristicsofgrid-connectedwindpoweraresummarizedandanalyzed.Inaddition,thesoftwareofoptimalreactivepowercompensationsystem
isdesignedonthisbasis.Firstly,thispaperresearchestheroleandmodeofreactive
powercompensationforwindfarm,thecharacteristicsandworkingprincipleofwindgenerators
andcompensationequipmentforwindfarm.Thesimulationmodel
isbuiltedinpowersystemanalysis
software(PSASP)based
ontheHui
tengliang
windfarm.Throughdetailedflowcalculationandanalysis,themainpurposeofreactivepowercompensationisresearcheddeeply
inthewindfarmplanningand
designprocess.Thedesignmethodofreactivepowercompensationforwindfarmis
givedindetail,includingthedeterminationofreactivepowercompensationpoint,
thecompensationcapacity
and
compensationequipment.Thedynamic
reactive
powercompensationsimulationiscarriedoutaccordingtotheactualconditionsofHuitengliangwindfarmofNeimenggu.Thesimulationresultsshowthatthereactivepowercompensationiseffective.Thesoftwareofoptimalreactivepower
compensationsystemcancompletethecallingandcalculationanalysisforthepower
flowcalculationdata.Theoptimalcompensationschemecanbegetedbasedonthe
comprehensivecomparisonofvariouscompensationschemes.Thesimulationresultsshowthatthethevoltageofnodescanbeinlinewiththe
operationalrequirements,andtheactivepowerlosscanbereducedafterthereactivepowercompensationforwindfarm.Thesoftwarehasexcellentman‘machine
exchangeinterfacedisplay,theparameterscanbainputtedandmodifiedeasily.It
is
generalityandexpansibility,can
beusedinotherwindfarms.
Keywords:Windfarm;Dynamicreactivepowercompensation;PSASP;Power
flowcalculation;Software
Ⅱ长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:喁扒寺日期.姗年多月c口日
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导师签名:1日期:矽一年f月I。日1.1课题的背景及意义第一章绪论在电力紧缺和能源危机日趋严重的今天,风能作为一种清洁的可再生的能源,日益受到世界各国的重视。风电是目前最具有大规模开发利用前景的能源,也是一种最具有竞争力的非常规能源。据全球风能协会公布的数据,2008年全球新增风电总投资达到了475亿美元,新增装机容量达到27.26GW,比上年增长36%。目前,全球风电总装机容量累计已达121.19GW,与2007年相比增长了30%。从2004年末到2008年末,中国风电能力增加了250%,达到了1.21亿千瓦,2008年风电增长率更高达29%,增长了630万千瓦,仅次于美国的840万千瓦成为世界排名第二。因此,风力发电在我国具有很好的开发前景11-5J。风能有一定的间歇性和随机性,因此风电场出力随着风速的变化而变化,其有功无功潮流经常发生变化,容易发生电压稳定事故,并且随着风电场规模的增大,其装机容量也不断的增加,因此在并网时其对电网的影响也愈加严重,可能会导致母线电压崩溃的现象、风电机组停机的情况等[6-9J。风力发电使用的发电机,不仅与传统发电厂使用的同步发电机大不相同,而且型式多样,既有过去常用的鼠笼式感应发电机,也有目前流行的双馈感应发电机,还有向永磁同步发电机发展的趋势。其并网时一般通过电力电子设备连接,在运行中会产生相应的谐波,注入电网后,会使输变电设备产生附加损耗、降低容量,严重时还会引起谐振,损坏电气设备【10d31。风电场并网运行的电能质量问题可以不同程度地通过风电场无功功率补偿加以解决,为维护风力发电场的无功平衡,必须实时跟踪风电场的出力并对其进行无功功率补偿。由于风力发电机出力波动快,要求无功补偿跟踪速度也快,使风电场电网中各点电压水平满足电力系统运行规程的要求,因此对无功补偿设备及无功控制方法有一定的要求。国内已开展了风电场接入电网的影响及控制方法研究,提出了风力发电机的控制理论和技术,分析了风电场接入对电网安全稳定运行的影响,但尚没有对风电场的无功补偿进行深入研究,还没有形成风电场的无功补偿的相关规程和设计手册,因此有必要对风电场的无功补偿进行系统研究,形成相关的设计方法。本论文以内蒙古灰腾梁风电场为例,通过详细的潮流计算、分析,深入研究了风电场规划、设计过程中无功功率补偿的主要目的,给出了详细的风电场无功功率补偿方案设计方法,并根据内蒙古锡盟灰腾梁风电场的实际情况进行了动态无功补偿仿真,仿真结果验证了补偿的有效性,并在此基础上进行了风电场无功