風(fēng)力發(fā)電電壓及無功穩(wěn)定問題

風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)的

電壓及無功控制問題風(fēng)電場的規(guī)模和單臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的容量不斷增加，風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)、風(fēng)電場對電網(wǎng)運(yùn)行的影響等問題日益突出。風(fēng)電場通常處于地區(qū)電網(wǎng)的邊緣，接入電網(wǎng)的送電線路較長，又由于風(fēng)電機(jī)組出力具有隨機(jī)性、間歇性和不可控性，因此，風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行必然會影響到電網(wǎng)的電壓質(zhì)量和電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

如何減少風(fēng)電場大規(guī)模并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響，保證電網(wǎng)和風(fēng)電場的安全運(yùn)行，是接入系統(tǒng)設(shè)計時重點考慮的問題。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電機(jī)組無功電壓特性風(fēng)電場風(fēng)速擾動（如陣風(fēng)和漸變風(fēng)）除引起風(fēng)電功率的波動外，還將導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的波動。波動的幅度與風(fēng)電功率大小、風(fēng)電場分布和變化特性、風(fēng)電機(jī)組的型式、無功補(bǔ)償配置以及無功控制策略等有關(guān)。隨著風(fēng)機(jī)有功出力的變化，無功需求也在變化，當(dāng)風(fēng)機(jī)本身的無功補(bǔ)償不足以補(bǔ)償這些無功變化時，就需從電網(wǎng)吸收無功。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

實現(xiàn)變速恒頻運(yùn)行滿足電網(wǎng)對電能質(zhì)量的要求；對有功功率P和無功功率Q進(jìn)行解耦控制，以實現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤的目的。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

異步發(fā)電機(jī)在啟動及故障時吸收大量無功，運(yùn)行時吸收無功功率建立激磁磁場。輸出功率受風(fēng)速影響大，影響電壓穩(wěn)定風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電場運(yùn)行過程中需要相應(yīng)的無功功率。在風(fēng)電場中安裝并聯(lián)電容器組、SVC等無功補(bǔ)償設(shè)備,減少電網(wǎng)電源向風(fēng)電場提供的無功功率,進(jìn)而減少無功功率在電網(wǎng)中的流動,降低電網(wǎng)因輸送無功功率造成的電能損耗,改善電網(wǎng)的運(yùn)行條件。這種做法稱為風(fēng)電場的無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù),是一項投資少、收效快的節(jié)能降損措施。風(fēng)電場的無功補(bǔ)償風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電場的無功補(bǔ)償分為兩個部分，即風(fēng)機(jī)自身的無功補(bǔ)償和用于補(bǔ)償變壓器及風(fēng)電送出線路無功補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)電場內(nèi)集中無功補(bǔ)償。風(fēng)電場的無功補(bǔ)償裝置容量總和不小于風(fēng)電裝機(jī)容量的30％～50％。風(fēng)電場內(nèi)集中無功補(bǔ)償?shù)娜萘坎坏陀陲L(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置容量總和的40～60％，或經(jīng)計算分析得出。風(fēng)電場應(yīng)有一定比例的以適應(yīng)風(fēng)力變化過程中的動態(tài)補(bǔ)償裝置。對風(fēng)電場高壓送出通道的線路無功補(bǔ)償，應(yīng)兼顧容性感性雙向補(bǔ)償和遠(yuǎn)近規(guī)模結(jié)合的原則。并分別考慮線路最大和最小傳輸功率的情況。最大單組無功補(bǔ)償裝置投切引起所在母線電壓變化不宜超過電壓額定值的2.5％。風(fēng)電場的無功補(bǔ)償配置風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電場無功配置a)風(fēng)電場的無功容量應(yīng)按照分（電壓）層和分（電）區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置和運(yùn)行，并應(yīng)具有一定的檢修備用。

b）對于直接接入公共電網(wǎng)的風(fēng)電場，其配置的容性無功容量除能夠補(bǔ)償并網(wǎng)點以下風(fēng)電場匯集系統(tǒng)及主變壓器的感性無功損耗外，還要能夠補(bǔ)償風(fēng)電場滿發(fā)時送出線路一半的感性無功損耗；其配置的感性無功容量能夠補(bǔ)償風(fēng)電場送出線路一半的充電無功功率。

c）對于通過220kV（或330kV）風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV（或750kV）電壓等級接入公共電網(wǎng)的風(fēng)電場群，其風(fēng)電場配置的容性無功容量除能夠補(bǔ)償并網(wǎng)點以下風(fēng)電場匯集系統(tǒng)及主變壓器的感性無功損耗外，還要能夠補(bǔ)償風(fēng)電場滿發(fā)時送出線路的全部感性無功損耗；其風(fēng)電場配置的感性無功容量能夠補(bǔ)償風(fēng)電場送出線路的全部充電無功功率。

d）風(fēng)電場無功容量配置的要求與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、送出線路長度及風(fēng)電場總裝機(jī)容量有密切關(guān)系，風(fēng)電場需配置的無功容量范圍推薦結(jié)合每個風(fēng)電場實際接入情況通過風(fēng)電場接入電網(wǎng)專題研究來確定。1.系統(tǒng)電壓必須大于某一最低數(shù)值，以保證電力系統(tǒng)靜態(tài)和暫態(tài)的運(yùn)行穩(wěn)定性，以及變壓器帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭的運(yùn)行范圍;2.正常情況下，電網(wǎng)必須具有規(guī)定的無功功率儲備，以保證事故后的系統(tǒng)電壓不低于規(guī)定的數(shù)值，防止出現(xiàn)電壓崩潰事故和同步穩(wěn)定破壞;3.保證系統(tǒng)電壓低于規(guī)定的最大數(shù)值，以適應(yīng)電力設(shè)備的絕緣水平和避免變壓器過飽和，并向用戶提供合理的最高水平電壓。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

需要對系統(tǒng)電壓和無功實現(xiàn)如下控制：風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電場電壓無功電壓的控制原則風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置宜采用自動控制方式。在風(fēng)電機(jī)組發(fā)電時，風(fēng)電場升壓變電站高壓側(cè)不應(yīng)從系統(tǒng)吸收無功功率。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電場的電壓控制當(dāng)風(fēng)電場并網(wǎng)點的電壓偏差在-10～+10％之間時，風(fēng)電場應(yīng)能正常運(yùn)行。

風(fēng)電場變電站高壓側(cè)母線電壓正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10％，一般應(yīng)控制在額定電壓的-3％～7％。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

a）風(fēng)電場應(yīng)配置無功電壓控制系統(tǒng)；根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度部門指令，風(fēng)電場通過其無功電壓控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)整個風(fēng)電場發(fā)出（或吸收）的無功功率，實現(xiàn)對并網(wǎng)點電壓的控制，其調(diào)節(jié)速度和控制精度應(yīng)能滿足電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的要求。

b）當(dāng)公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內(nèi)時，風(fēng)電場應(yīng)當(dāng)能夠控制風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在額定電壓的97％～107％范圍內(nèi)。

c）風(fēng)電場變電站的主變壓器應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器。風(fēng)電場具有通過調(diào)整變電站主變壓器分接頭控制場內(nèi)電壓的能力。風(fēng)電場電壓控制風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)電場低電壓穿越風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

a）風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組具有在并網(wǎng)點電壓跌至20％額定電壓時能夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行625ms的能力；

b）風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓在發(fā)生跌落后2s內(nèi)能夠恢復(fù)到額定電壓的90％時，風(fēng)電場內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組能

夠保證不脫網(wǎng)連續(xù)運(yùn)行。風(fēng)電場低電壓穿越風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大和風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電機(jī)組與電網(wǎng)間的相互影響已日趨嚴(yán)重。一旦電網(wǎng)發(fā)生故障迫使大面積風(fēng)電機(jī)組因自身保護(hù)而脫網(wǎng)的話，將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。發(fā)電機(jī)組在電網(wǎng)故障出現(xiàn)電壓跌落的情況下不脫網(wǎng)運(yùn)行（faultride-through），并在故障切除后能盡快幫助電力系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，也就是說，要求風(fēng)電機(jī)組具有一定低電壓穿越(lowvoltageride-through)能力。風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)力發(fā)電場無功補(bǔ)償裝置選擇方案無功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從同步調(diào)相機(jī)開關(guān)投切固定電容靜止無功補(bǔ)償（SVC）無功發(fā)生器（STATCOM）的過程。同步調(diào)相機(jī)：響應(yīng)速度慢，噪音大，損耗大，技術(shù)陳舊；開關(guān)投切電容器(TSC)：連續(xù)可控能力差；靜止無功發(fā)生器（SVG）(STATCOM)：先導(dǎo)性示范工程階段。靜止無功補(bǔ)償器(SVC)：先進(jìn)實用技術(shù)，得到了廣泛應(yīng)用；風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

SVC技術(shù)又分為：磁控式可調(diào)電抗器（MCR）

晶閘管相控電抗器型（TCR）

自飽和電抗器型（SSR）晶閘管投切電容器型（TSC）高阻抗變壓器型（TCT）勵磁控制的電抗器型（AR）風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)中的電壓無功控制問題

風(fēng)力發(fā)咬電接入笛電網(wǎng)中伶的電壓夾無功控耽制問題風(fēng)力發(fā)愈電接入點電網(wǎng)中激的電壓煎無功控逮制問題增大無晌功補(bǔ)償攔裝置總需的補(bǔ)償蓄容量，肚實現(xiàn)感掘性無功計功率最關(guān)大補(bǔ)償犯容量和弊容性無同功功率委最大補(bǔ)調(diào)償容量致范圍內(nèi)截連續(xù)可穴調(diào)；利用快即速無功績功率補(bǔ)個償，有差效穩(wěn)定活系統(tǒng)電學(xué)壓，提椅高電網(wǎng)毯電壓合組格率；在系貢統(tǒng)出事現(xiàn)故肚障或搭擾動保情況譜下，移實現(xiàn)膽快速爛電壓景支撐垮，提爐高系鄰統(tǒng)安室全性鋪；有珍效提慕高風(fēng)雕電場威運(yùn)行威過程橋中的丙低電戶壓穿暗越特稅性；對不癥平衡唯及諧僻波引類起的躲電能憐質(zhì)量規(guī)問題女進(jìn)行煌改善薄和提板高；實現(xiàn)無污功功率塔的動態(tài)事補(bǔ)償，關(guān)有效解腦決欠補(bǔ)史償或過口補(bǔ)償?shù)倪b問題；增加MS有VC型動態(tài)醒無功補(bǔ)鑰償裝置英后，可兇以達(dá)到育以下目止的：風(fēng)力發(fā)生電接入蘋電網(wǎng)中醫(yī)的電壓獲無功控玻制問題磁控電太抗器采裹用直流啊助磁原屈理，利超用附加遙直流，看勵磁磁默化鐵心摧，改變董鐵心磁暈導(dǎo)率，簽實現(xiàn)電休抗值的樂連續(xù)可殘調(diào)，其僵內(nèi)部為炒全靜態(tài)目結(jié)構(gòu)，鐵無運(yùn)動菜部件，私工作可屑靠性高夜。磁控味電抗津器基斗本工接作原旋理：風(fēng)力發(fā)慣電接入僚電網(wǎng)中封的電壓北無功控緞制問題風(fēng)力擔(dān)發(fā)電止接入凳電網(wǎng)潔中的盈電壓蔑無功磚控制約問題型我號：BK缺SF即-1誦20熔00煩/3損8.察5容冊量：120撤00k摩var額定電接壓：38婆.5雁kV額定電巨流：18桿0A額定寸頻率雕：50H甜z調(diào)節(jié)容膠量范圍拒：2%～100統(tǒng)%無功調(diào)腐節(jié)時間聞：＜300堆ms無功澡調(diào)節(jié)逗精度惑：≤1%損耗渠：＜2％外絕明緣爬絡(luò)電比滅距：廁≥31猛.5當(dāng)mm蘋/k市V諧波水百平：5次小明于0.5已%,7次小述于0.毫4%過載眨能力娘：15桃0%噪聲慣：小擱于78d筋B冷卻聰方式紙：油蠟浸風(fēng)聞冷(ON扯AF)變壓器移油：#45油連接詞方式闖：三鋤角形賢接線安裝地俘點：戶美外使用始年限城：25年以上風(fēng)力發(fā)好電接入列電網(wǎng)中殺的電壓狹無功控型制問題無功調(diào)將節(jié)方式烏比較比較項目MCR型SVC（第二代）TCR型SVC（第二代）開關(guān)投切（第一代）TSC（第一代）投資小大小大運(yùn)行方式無級調(diào)節(jié)（連續(xù)）無級調(diào)節(jié)（連續(xù)）分級投切（離散）分級投切（離散）可靠性免維護(hù)，使用壽命25年維護(hù)量大維護(hù)量大維護(hù)量大諧波水平5次：≤1%,7次：≤0.5%5次:6.5%,7次:3.7%無小投切涌流無無7倍以上0～7倍有功損耗平均0.2%--0.5%平均1%--3%很小小占地面積為TCR的1/10很大，難布置大大調(diào)節(jié)時間200～300ms40ms0.8S40ms過載能力150%無無無電磁污染無輻射大量磁場，對人體有危害無無風(fēng)力吼發(fā)電輝接入竄電網(wǎng)鈔中的利電壓痕無功赤控制舊問題結(jié)構(gòu)唇簡單私，投讓資省奇。磁控電葬抗器結(jié)鳳構(gòu)簡單本，鐵心輛采用磁語密對稱攜分裂結(jié)江構(gòu)，繞乏組采用賽并聯(lián)；眠對稱結(jié)杯構(gòu)磁控饞電抗器吊不需要廳外接電針源，完蕉全由電鬼抗器的蟲內(nèi)部繞店組來實腫現(xiàn)自動牙控制。磁控電高抗器占口地面積語小，是TC采R的1/1拆0，基礎(chǔ)吉投資拼大大答壓縮鋤；相眼同容蝴量的紅裝置剩造價次，MCR遠(yuǎn)小香于TC問R。磁控電研抗器安淚裝、維減護(hù)簡單圖，維護(hù)口水平族和變聚壓器礙相當(dāng)君，維蹤蝶護(hù)成利本低魯。損耗低來，噪音而、諧波柳、電磁差污染小淺。大部襖分漏盛磁通別在鐵怕心內(nèi)哈得到美有效揪屏蔽徹，線糕圈和素油箱燃中的足漏磁對通小逗，相祖應(yīng)的葉附加粱損耗綱小，割噪音揪低，像自身捧有功陜損耗聲只占封容量凈的0.5％～1％，茅是磁富閥式劃可控月電抗龜器或SVC中相漸控電腥抗器猾（TCR）的30％以下陶，不存相在TC擋R中空聰心電遮抗器訊的漏桌磁污絕染。本體換基本顧不產(chǎn)腎生諧到波，劉控制仇回路愉產(chǎn)生屬少量錫諧波附，由字于采派用△接線，恩不向系致統(tǒng)輸出慮。風(fēng)力剃發(fā)電使接入晉電網(wǎng)屈中的星電壓討無功聞控制徐問題可靠性窯高，壽溉命長。內(nèi)部抱為全壯靜態(tài)張結(jié)構(gòu)精，無鍬運(yùn)動偷旋轉(zhuǎn)襯部件宴；采孕用低劑電壓夢可控術(shù)硅控其制，顫正常朗運(yùn)行翠時無龍需承頌受高藍(lán)電壓糠、大密電流疤、采埋用自啊然冷晝卻即舟可，魯可靠戚性高舌；使浩用的非材料俯及生買產(chǎn)工出藝和找電力濁變壓松器基性本相愿同，類生產(chǎn)對工藝違成熟效，工赴作可苗靠性蠢高；阿磁控吧電抗