風(fēng)電場無功補償與電壓控制三

1、聲明：教學(xué)資料請匆轉(zhuǎn)載聲明：教學(xué)資料請匆轉(zhuǎn)載風(fēng)電場無功補償風(fēng)電場無功補償主講：朱永強主講：朱永強風(fēng)電場無功補償?shù)男枨箫L(fēng)電場無功補償?shù)男枨髇在外界環(huán)境下，風(fēng)速與風(fēng)向的不可控、風(fēng)力發(fā)電機自身的在外界環(huán)境下，風(fēng)速與風(fēng)向的不可控、風(fēng)力發(fā)電機自身的影響都會使得風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率無法穩(wěn)定，無法向電影響都會使得風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率無法穩(wěn)定，無法向電網(wǎng)輸入穩(wěn)定的電能。網(wǎng)輸入穩(wěn)定的電能。n由于風(fēng)電場輸出功率無法穩(wěn)定，在某些并網(wǎng)點會引起電壓由于風(fēng)電場輸出功率無法穩(wěn)定，在某些并網(wǎng)點會引起電壓的明顯變化，其臨近的節(jié)點同樣也會發(fā)變化。若電機組大的明顯變化，其臨近的節(jié)點同樣也會發(fā)變化。若電機組大面積脫網(wǎng)則會對電網(wǎng)有很大

2、的影響。其電壓與頻率甚至?xí)娣e脫網(wǎng)則會對電網(wǎng)有很大的影響。其電壓與頻率甚至?xí)l(fā)生崩潰。發(fā)生崩潰。n風(fēng)電場并網(wǎng)后必然會影響電力系統(tǒng)的潮流分布，增加了潮風(fēng)電場并網(wǎng)后必然會影響電力系統(tǒng)的潮流分布，增加了潮流計算的難度，使得電網(wǎng)功率的調(diào)度更加困難。流計算的難度，使得電網(wǎng)功率的調(diào)度更加困難。風(fēng)電場無功補償?shù)男枨箫L(fēng)電場無功補償?shù)男枨髇除去外界環(huán)境的影響，風(fēng)機組在輸出功率時，其不穩(wěn)定的除去外界環(huán)境的影響，風(fēng)機組在輸出功率時，其不穩(wěn)定的電壓與頻率會影響到其他設(shè)備元件的運行狀況，輸出的電電壓與頻率會影響到其他設(shè)備元件的運行狀況，輸出的電能中會含有諧波成分，進一步降低電能的質(zhì)量。能中會含有諧波成分，進一步降低電能

3、的質(zhì)量。n由于風(fēng)電場輸出電能質(zhì)量無法保證，相對煤等更加穩(wěn)定的由于風(fēng)電場輸出電能質(zhì)量無法保證，相對煤等更加穩(wěn)定的能源，為獲得良好的電能，其成本也就更高，無法創(chuàng)造高能源，為獲得良好的電能，其成本也就更高，無法創(chuàng)造高的經(jīng)濟效益。的經(jīng)濟效益。n在現(xiàn)有的風(fēng)電機中，有很多不同的發(fā)電機類型，每一種發(fā)在現(xiàn)有的風(fēng)電機中，有很多不同的發(fā)電機類型，每一種發(fā)電機都有不同的功率特性，其無功特性相對復(fù)雜。電機都有不同的功率特性，其無功特性相對復(fù)雜。風(fēng)電場無功補償?shù)男枨箫L(fēng)電場無功補償?shù)男枨髇中國標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會中國標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 風(fēng)電場要充分利用風(fēng)電場要充分利用風(fēng)電機組

4、的無功容量及其調(diào)節(jié)能力風(fēng)電機組的無功容量及其調(diào)節(jié)能力。為。為滿足并網(wǎng)時的功率因數(shù)的要求并進行無功補償，可在風(fēng)電滿足并網(wǎng)時的功率因數(shù)的要求并進行無功補償，可在風(fēng)電場配置補償設(shè)備。場配置補償設(shè)備。風(fēng)電場無功補償?shù)脑瓌t風(fēng)電場無功補償?shù)脑瓌t風(fēng)電機組風(fēng)電機組自身調(diào)節(jié)自身調(diào)節(jié)與與電網(wǎng)補償電網(wǎng)補償相結(jié)合，相結(jié)合，容性容性無功補償與無功補償與感感性性無功補償配合應(yīng)用，風(fēng)電場必須在系統(tǒng)無擾動和系統(tǒng)有無功補償配合應(yīng)用，風(fēng)電場必須在系統(tǒng)無擾動和系統(tǒng)有擾動兩種條件下都具有無功和電壓調(diào)節(jié)能力。擾動兩種條件下都具有無功和電壓調(diào)節(jié)能力。風(fēng)電場無功補償?shù)脑瓌t風(fēng)電場無功補償?shù)脑瓌tn正常運行方式下滿足無功就地平衡正常運行方式下滿

5、足無功就地平衡主要解決風(fēng)電場出力波動時，線路充電功率與網(wǎng)絡(luò)元件消主要解決風(fēng)電場出力波動時，線路充電功率與網(wǎng)絡(luò)元件消耗無功的不平衡耗無功的不平衡n事故方式下滿足動態(tài)無功平衡和快速無功調(diào)節(jié)需求事故方式下滿足動態(tài)無功平衡和快速無功調(diào)節(jié)需求即在電網(wǎng)發(fā)生大擾動事故后（三相短路故障），為避免電即在電網(wǎng)發(fā)生大擾動事故后（三相短路故障），為避免電壓大幅度跌落，對事故后系統(tǒng)電壓恢復(fù)造成影響。風(fēng)電壓大幅度跌落，對事故后系統(tǒng)電壓恢復(fù)造成影響。風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)應(yīng)盡量具備滿足動態(tài)無功平衡和快速無功調(diào)場無功調(diào)節(jié)應(yīng)盡量具備滿足動態(tài)無功平衡和快速無功調(diào)節(jié)的需求節(jié)的需求風(fēng)電場無功補償?shù)脑瓌t風(fēng)電場無功補償?shù)脑瓌tn保持正常運行方式下

6、電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點電壓在適當(dāng)范圍保持正常運行方式下電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點電壓在適當(dāng)范圍n電網(wǎng)大擾動事故后，風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓應(yīng)以最快速度恢電網(wǎng)大擾動事故后，風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓應(yīng)以最快速度恢復(fù)，并盡可能對電網(wǎng)提供無功支持，加快系統(tǒng)電壓恢復(fù)復(fù)，并盡可能對電網(wǎng)提供無功支持，加快系統(tǒng)電壓恢復(fù)風(fēng)電場無功補償?shù)姆椒L(fēng)電場無功補償?shù)姆椒L(fēng)電場無功補償?shù)姆椒ㄓ酗L(fēng)電場無功補償?shù)姆椒ㄓ衟風(fēng)電機組自身的無功調(diào)節(jié)風(fēng)電機組自身的無功調(diào)節(jié)p配置無功補償設(shè)備配置無功補償設(shè)備風(fēng)電機組的無功調(diào)節(jié)風(fēng)電機組的無功調(diào)節(jié)直接并網(wǎng)的鼠籠型異步發(fā)電機組直接并網(wǎng)的鼠籠型異步發(fā)電機組 鼠籠型異步電機在運行時需鼠籠型異步電機在運行時需從電網(wǎng)吸收無功功率從電網(wǎng)吸收無

7、功功率來建立來建立磁場，因此需要磁場，因此需要自身配有自身配有無功補償裝置，不能向系統(tǒng)發(fā)無功補償裝置，不能向系統(tǒng)發(fā)無功。無功。 發(fā)電機機端并聯(lián)的無功補償裝置，常采用多組發(fā)電機機端并聯(lián)的無功補償裝置，常采用多組電容器組電容器組分組投切分組投切的方式進行補償，補償容量一般是風(fēng)機容量的的方式進行補償，補償容量一般是風(fēng)機容量的30%50%左右，以保證風(fēng)電機組正常運行時的功率因左右，以保證風(fēng)電機組正常運行時的功率因數(shù)數(shù)大于大于0.98。雙饋發(fā)電機雙饋發(fā)電機恒頻變速雙饋發(fā)電機，由變流器對轉(zhuǎn)子繞組提供交流恒頻變速雙饋發(fā)電機，由變流器對轉(zhuǎn)子繞組提供交流勵磁電流。變流器一般采用背靠背的雙勵磁電流。變流器一般采用

8、背靠背的雙PWM變流器，變流器，兩個變流器既可以作為整流器、也可以作為逆變器，兩個變流器既可以作為整流器、也可以作為逆變器，保證功率可以根據(jù)需要在轉(zhuǎn)子繞組和電網(wǎng)之間雙向流保證功率可以根據(jù)需要在轉(zhuǎn)子繞組和電網(wǎng)之間雙向流動。動。恒頻變速雙饋發(fā)電機恒頻變速雙饋發(fā)電機 正常運行時，可以通過控制轉(zhuǎn)子電流的正常運行時，可以通過控制轉(zhuǎn)子電流的頻率、幅值和頻率、幅值和相位相位讓定子頻率、機端電壓和功率因數(shù)保持恒定，而讓定子頻率、機端電壓和功率因數(shù)保持恒定，而不需要不需要電網(wǎng)提供無功功率支持。電網(wǎng)提供無功功率支持。 電網(wǎng)發(fā)生故障時，根據(jù)低電壓穿越控制的要求，需要電網(wǎng)發(fā)生故障時，根據(jù)低電壓穿越控制的要求，需要機組

9、向電網(wǎng)提供一定的無功支持。因而有必要對風(fēng)電機組向電網(wǎng)提供一定的無功支持。因而有必要對風(fēng)電機組自身的無功特性調(diào)節(jié)進行分析。機組自身的無功特性調(diào)節(jié)進行分析。恒頻變速雙饋發(fā)電機恒頻變速雙饋發(fā)電機雙饋式風(fēng)機的轉(zhuǎn)子勵磁變換器包括網(wǎng)側(cè)變流器和轉(zhuǎn)子側(cè)雙饋式風(fēng)機的轉(zhuǎn)子勵磁變換器包括網(wǎng)側(cè)變流器和轉(zhuǎn)子側(cè)變流器。變流器。DFIG的的網(wǎng)側(cè)變流器網(wǎng)側(cè)變流器主要是用來保持主要是用來保持直流母線電壓直流母線電壓的穩(wěn)定、的穩(wěn)定、輸入電流正弦和控制輸入電流正弦和控制輸入功率因數(shù)輸入功率因數(shù)，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器轉(zhuǎn)子側(cè)變流器則用則用來實現(xiàn)對來實現(xiàn)對DFIG定子定子輸出有功、無功功率輸出有功、無功功率的控制。的控制。則雙饋風(fēng)電機組的無功源

10、有兩個：定子和網(wǎng)側(cè)變流器，則雙饋風(fēng)電機組的無功源有兩個：定子和網(wǎng)側(cè)變流器，但一般情況下，雙饋風(fēng)機的網(wǎng)側(cè)變流器以單位功率因數(shù)但一般情況下，雙饋風(fēng)機的網(wǎng)側(cè)變流器以單位功率因數(shù)運行，故主要研究定子側(cè)無功及無功容量。運行，故主要研究定子側(cè)無功及無功容量。恒頻變速雙饋發(fā)電機恒頻變速雙饋發(fā)電機轉(zhuǎn)子側(cè)變流器常采用定轉(zhuǎn)子側(cè)變流器常采用定定子電壓定向定子電壓定向的的控制策略控制策略在定子電壓定向下，在定子電壓定向下， DFIG定子輸出的有功、無功功率與定子輸出的有功、無功功率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子dq軸電流之間的關(guān)系：軸電流之間的關(guān)系：11323()2mss rdssssm rqsLPU iLUQUL iL rdrqii、

11、分別為有功、無功電流分量分別為有功、無功電流分量恒頻變速雙饋發(fā)電機恒頻變速雙饋發(fā)電機則改變無功電流的參考值即可調(diào)節(jié)輸出的無功功率則改變無功電流的參考值即可調(diào)節(jié)輸出的無功功率恒頻變速雙饋發(fā)電機恒頻變速雙饋發(fā)電機n雙饋電機定子側(cè)有功功率和無功功率運行范圍受定、轉(zhuǎn)子雙饋電機定子側(cè)有功功率和無功功率運行范圍受定、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流限制影響，但起主要作用的是繞組和轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流限制影響，但起主要作用的是轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流限制轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流限制n給定有功功率給定有功功率Ps的情況下，的情況下，222minmax222maxmax33()2233()22smssrssssmssrsssUX

12、QU IPXXUXQU IPXX 當(dāng)有發(fā)出的有功功率一定，雙饋風(fēng)電機組對無功的送出當(dāng)有發(fā)出的有功功率一定，雙饋風(fēng)電機組對無功的送出和吸納能力并不是完全對稱的，其無功吸收能力，要強和吸納能力并不是完全對稱的，其無功吸收能力，要強于無功發(fā)出能力于無功發(fā)出能力直驅(qū)永磁同步發(fā)電機直驅(qū)永磁同步發(fā)電機 直驅(qū)永磁式同步發(fā)電機組，在定子繞組和電網(wǎng)之間直驅(qū)永磁式同步發(fā)電機組，在定子繞組和電網(wǎng)之間裝設(shè)有全功率變流器，從而控制發(fā)電機組輸出電壓裝設(shè)有全功率變流器，從而控制發(fā)電機組輸出電壓的幅值和頻率。的幅值和頻率。 風(fēng)電機組正常運行和風(fēng)電場故障時，可風(fēng)電機組正常運行和風(fēng)電場故障時，可借助全功率借助全功率變流器變流器進

13、行無功功率調(diào)節(jié)，而永磁同步發(fā)電機進行無功功率調(diào)節(jié)，而永磁同步發(fā)電機不需不需要從系統(tǒng)吸收要從系統(tǒng)吸收無功功率。變流器的容量和發(fā)電機的無功功率。變流器的容量和發(fā)電機的容量是匹配的，因此對于風(fēng)電機組部分，可以容量是匹配的，因此對于風(fēng)電機組部分，可以不考不考慮增加慮增加無功補償容量。無功補償容量。常見補償設(shè)備及其原理常見補償設(shè)備及其原理無功補償?shù)幕驹頍o功補償?shù)幕驹韓理想的電感理想的電感L和電容和電容C并不消耗有功功率。并不消耗有功功率。n電感和電容是兩種性質(zhì)相反的元件，當(dāng)電感電感和電容是兩種性質(zhì)相反的元件，當(dāng)電感L吸收能量時吸收能量時，電容，電容C放出能量，兩種元件間存在著放出能量，兩種元件間

14、存在著能量的變換能量的變換，也即，也即無功功率的無功功率的互相補償互相補償。n感性負載需要無功功率建立必要的磁場，即感性負載消耗感性負載需要無功功率建立必要的磁場，即感性負載消耗無功功率，而電容元件可發(fā)出無功功率，通過并聯(lián)電容器無功功率，而電容元件可發(fā)出無功功率，通過并聯(lián)電容器可補償感性負載所需的無功，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。可補償感性負載所需的無功，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。電容補償原理圖電容補償原理圖補償電容器容量計算補償電容器容量計算未加并聯(lián)電容器前負載中電流未加并聯(lián)電容器前負載中電流 ，無功電流無功電流 ，并聯(lián)電容以后，并聯(lián)電容以后，由于由于而而得得其中，其中， 為補償前功率因數(shù)角，為補償前功率因數(shù)

15、角， 為補償后功率因數(shù)角為補償后功率因數(shù)角1/ cosIPUL11sintan/IIPUrLcIIIr222sinsin2 /costan/IIPUPUcLrc12,(tantan)/IIIIPU212(tantan)/CPUcICU12并聯(lián)電容器組并聯(lián)電容器組/ /并聯(lián)電抗器并聯(lián)電抗器n并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器/并聯(lián)電抗器是無功和電壓調(diào)節(jié)并聯(lián)電抗器是無功和電壓調(diào)節(jié)最基本最基本的的方法。將電容器方法。將電容器/電抗器連接成若干組，根據(jù)風(fēng)電場電抗器連接成若干組，根據(jù)風(fēng)電場出力水平與電網(wǎng)節(jié)點電壓變化規(guī)律確定每組容量，出力水平與電網(wǎng)節(jié)點電壓變化規(guī)律確定每組容量，分分組投切組投切，實現(xiàn)無功功率的，實現(xiàn)無功

16、功率的不連續(xù)調(diào)節(jié)不連續(xù)調(diào)節(jié)，以保持電網(wǎng)關(guān)，以保持電網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點電壓處于適當(dāng)范圍為控制目標(biāo)。鍵節(jié)點電壓處于適當(dāng)范圍為控制目標(biāo)。并聯(lián)電容器組并聯(lián)電容器組/ /并聯(lián)電抗器并聯(lián)電抗器優(yōu)點優(yōu)點：投資費用較少，且與總?cè)萘康拇笮o關(guān)投資費用較少，且與總?cè)萘康拇笮o關(guān)；無；無旋轉(zhuǎn)部件，維護方便。尤其并聯(lián)電容器，運行功率損旋轉(zhuǎn)部件，維護方便。尤其并聯(lián)電容器，運行功率損耗只是額定容量的耗只是額定容量的0.3%0.5%，因而目前在國內(nèi)風(fēng)電，因而目前在國內(nèi)風(fēng)電場應(yīng)用比較普遍。場應(yīng)用比較普遍。缺點缺點：機械式投切，不能進行無功負荷的快速跟蹤；機械式投切，不能進行無功負荷的快速跟蹤；輸出無功功率與電壓的平方成正比，在系統(tǒng)低

17、電壓期輸出無功功率與電壓的平方成正比，在系統(tǒng)低電壓期間無功的輸出反而降低；調(diào)節(jié)不平滑；可能出現(xiàn)誤操間無功的輸出反而降低；調(diào)節(jié)不平滑；可能出現(xiàn)誤操作；重復(fù)投切次數(shù)有限作；重復(fù)投切次數(shù)有限；可靠性較差可靠性較差。靜止無功補償器（靜止無功補償器（SVC）nSVC(Static Var Compensator)是目前電力系統(tǒng)中應(yīng)用是目前電力系統(tǒng)中應(yīng)用最最多、技術(shù)最為成熟多、技術(shù)最為成熟的動態(tài)無功補償設(shè)備，主要應(yīng)用于提的動態(tài)無功補償設(shè)備，主要應(yīng)用于提高線路輸送容量和提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。高線路輸送容量和提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。晶閘管控制電抗器（晶閘管控制電抗器（Thyristor Control Reacto

18、rTCR）晶閘管投切電容器（晶閘管投切電容器（Thyristor Switch CapacitorTSC）晶閘管投切電抗器（晶閘管投切電抗器（Thyristor Switch ReactorTSR）晶閘管控制高阻抗變壓器（晶閘管控制高阻抗變壓器（Thyristor Control TransformerTCT）磁控電抗器磁控電抗器 （Magnetic Controller Reactor, MCR）飽和電抗器（飽和電抗器（Saturation ReactorSR）靜止無功補償器（靜止無功補償器（SVC）TCR的基本結(jié)構(gòu)和運行特性的基本結(jié)構(gòu)和運行特性在在正常運行區(qū)域正常運行區(qū)域內(nèi)，內(nèi)，TCR可以

19、視作連續(xù)可以視作連續(xù)可調(diào)的電感可調(diào)的電感。當(dāng)。當(dāng)TCR按照某個按照某個固定的觸發(fā)延時角固定的觸發(fā)延時角進行控制時，稱為晶閘進行控制時，稱為晶閘管投切電抗器（管投切電抗器（TSR）。（a）TCR的運行特性的運行特性 （b）TSR的運行特性的運行特性6 6脈沖脈沖TCRTCR的三角形的三角形連接方式連接方式靜止無功補償器（靜止無功補償器（SVC）TSC的的基本結(jié)構(gòu)和運行特性基本結(jié)構(gòu)和運行特性n為了使為了使TSC電路的投入時的電路的投入時的過渡過程最短過渡過程最短，應(yīng)在輸，應(yīng)在輸入的交流電壓與電容上的殘留電壓相等，即晶閘管入的交流電壓與電容上的殘留電壓相等，即晶閘管兩兩端的電壓為端的電壓為0時將其首

20、次觸發(fā)導(dǎo)通當(dāng)其投入時，支路時將其首次觸發(fā)導(dǎo)通當(dāng)其投入時，支路的的容性電流與容性電流與加在其上的加在其上的電壓成正比電壓成正比，其，其U-I特性曲線特性曲線如圖所示。如圖所示。靜止無功補償器（靜止無功補償器（SVC）固定電容固定電容-晶閘管控制電抗型晶閘管控制電抗型SVCn其中其中電容支路為固定連接電容支路為固定連接，TCR支路采用支路采用延時觸發(fā)延時觸發(fā)控制，形成連續(xù)可控的感性電抗。通?？刂?，形成連續(xù)可控的感性電抗。通常TCR的的容量容量大于大于FC的容量，以保證既能輸出的容量，以保證既能輸出容性無功容性無功也能輸出也能輸出感性無功感性無功。（a）FC-TCR型型SVC的單相結(jié)構(gòu)的單相結(jié)構(gòu) （

21、b）FC-TCR型型SVC的的U-I特性曲線特性曲線靜止無功補償器（靜止無功補償器（SVC）n不同的不同的SVC運行特性存在差異，但是從外特性來看，運行特性存在差異，但是從外特性來看，都可以看作是都可以看作是并聯(lián)型可控阻抗并聯(lián)型可控阻抗。優(yōu)點優(yōu)點：控制簡單、速度快?？刂坪唵?、速度快。缺點缺點：基于相控的基于相控的補償補償方法會導(dǎo)致電流波形畸變，生方法會導(dǎo)致電流波形畸變，生成成大量諧波大量諧波；此外由于電抗器吸收的無功功率與接入；此外由于電抗器吸收的無功功率與接入點的點的電壓的平方成正比電壓的平方成正比，當(dāng)電壓降低時，其無功控制，當(dāng)電壓降低時，其無功控制能力大大削弱。能力大大削弱。靜止無功補償器

22、（靜止無功補償器（SVC）n根據(jù)風(fēng)電場無功變化特性，電容器投切相對比較頻繁，根據(jù)風(fēng)電場無功變化特性，電容器投切相對比較頻繁，為了保證無功功率補償可靠性與響應(yīng)速度，一般為了保證無功功率補償可靠性與響應(yīng)速度，一般推薦推薦使用使用TSC、TCR型的型的SVC。n根據(jù)風(fēng)電場接入電網(wǎng)的根據(jù)風(fēng)電場接入電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)強度網(wǎng)絡(luò)強度與風(fēng)電場與風(fēng)電場裝機容量裝機容量，確定電容器與電抗器的確定電容器與電抗器的分組數(shù)與各組容量分組數(shù)與各組容量，一般應(yīng)保，一般應(yīng)保證晶閘管投切電容證晶閘管投切電容TSC支路的容量支路的容量大于大于晶閘管控制電晶閘管控制電抗抗TCR支路容量。支路容量。靜止同步靜止同步補償器（補償器（STATC

23、OM）nSTATCOM是一種是一種更加先進更加先進的靜止型無功補償裝置，的靜止型無功補償裝置，具有比具有比SVC更快更快的響應(yīng)速度，的響應(yīng)速度，更寬更寬的運行范圍，尤其的運行范圍，尤其重要的是，重要的是，電壓較低時電壓較低時仍可以向電網(wǎng)注入仍可以向電網(wǎng)注入較大的無功較大的無功電流電流。逆變器逆變器電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)IU&IU&IS&ISjXI&I&SU&SU&I&I&SU&IU&jXjXI&jXI&IU&SU&領(lǐng)先領(lǐng)先落后落后+-連接變壓器器連接變壓器器dEUU&UU&

24、amp;STATCOM調(diào)節(jié)無功的原理示意圖調(diào)節(jié)無功的原理示意圖靜止同步靜止同步補償器（補償器（STATCOM）整個整個STATCOM相當(dāng)于一個電壓大小可以控制的電壓相當(dāng)于一個電壓大小可以控制的電壓源，設(shè)系統(tǒng)電壓為源，設(shè)系統(tǒng)電壓為 ，STATCOM輸出電壓為輸出電壓為 ，連連接電抗為接電抗為XsU1USTATCOM吸收的無功功率吸收的無功功率為為：1ssUUQUX1sUU吸收的無功功率吸收的無功功率 ，STATCOM相當(dāng)于相當(dāng)于電感電感0Q 1sUU0Q 吸收的無功功率吸收的無功功率 ，STATCOM相當(dāng)于相當(dāng)于電容電容STATCOM輸出電壓輸出電壓 的大小的大小可以可以連續(xù)快速連續(xù)快速地控制，

25、因此地控制，因此STATCOM吸收的無功功率可以連續(xù)地吸收的無功功率可以連續(xù)地由正到負由正到負快速地調(diào)節(jié)?？焖俚卣{(diào)節(jié)。STATCOM與與SVC的對比的對比無功特性對比無功特性對比當(dāng)系統(tǒng)在當(dāng)系統(tǒng)在SVC或或STATCOM裝設(shè)點對無功功率的需求在裝設(shè)點對無功功率的需求在補償裝置的補償裝置的額定容量之內(nèi)額定容量之內(nèi)時，時，SVC與與STATCOM在功能在功能上上無優(yōu)劣之分無優(yōu)劣之分。超過額定容量超過額定容量時，時，SVC退化為退化為電容器或電抗器電容器或電抗器；STATCOM退化為退化為恒定電流源恒定電流源。SVC與與STATCOM的無功電流電的無功電流電壓特性對比壓特性對比STATCOM與與SVC

26、的對比的對比阻抗特性阻抗特性SVC裝置是裝置是電抗型電抗型的，需考慮安裝多臺的，需考慮安裝多臺SVC裝置后的裝置后的諧振諧振問題問題；STATCOM裝置為電壓源逆變裝置，投入系統(tǒng)后裝置為電壓源逆變裝置，投入系統(tǒng)后不不會改變會改變系統(tǒng)的系統(tǒng)的阻抗特點阻抗特點，不存在諧振問題。，不存在諧振問題。諧波問題諧波問題SVC裝置中裝置中TCR部分由于晶閘管的非全開通必然產(chǎn)生諧波，部分由于晶閘管的非全開通必然產(chǎn)生諧波，因此因此SVC裝置必須要裝置必須要安裝額外的濾波器安裝額外的濾波器，而，而STATCOM裝裝置通過合理設(shè)計可使逆變器輸出的電壓諧波含量較低，一置通過合理設(shè)計可使逆變器輸出的電壓諧波含量較低，一

27、般情況般情況不需要不需要安裝額外的濾波器。安裝額外的濾波器。STATCOM與與SVC的對比的對比響應(yīng)速度響應(yīng)速度SVC中中TCR裝置的響應(yīng)時間約為裝置的響應(yīng)時間約為5060ms；STATCOM最快的響最快的響應(yīng)時間可在應(yīng)時間可在10ms左右左右。占地面積占地面積SVC裝置采用電容器、電抗器作為無功補償器件，占地面積裝置采用電容器、電抗器作為無功補償器件，占地面積比較大；而比較大；而STATCOM裝置則無需大容量的交流電容器和電裝置則無需大容量的交流電容器和電抗器，占地面積較小。根據(jù)國外的工程經(jīng)驗，同容量的抗器，占地面積較小。根據(jù)國外的工程經(jīng)驗，同容量的STATCOM裝置占地面積僅為裝置占地面積

28、僅為SVC裝置的三分之一裝置的三分之一。制造成本制造成本SVC裝置采用一般的晶閘管，而裝置采用一般的晶閘管，而STATCOM裝置采用可關(guān)斷器裝置采用可關(guān)斷器件，件，導(dǎo)致導(dǎo)致同容量的同容量的STATCOM裝置的成本比裝置的成本比SVC裝置的成本裝置的成本高。高。風(fēng)電場補償方案的設(shè)計風(fēng)電場補償方案的設(shè)計為實現(xiàn)風(fēng)電場無功補償?shù)暮侠砼渲茫龅脚c風(fēng)電場接入電為實現(xiàn)風(fēng)電場無功補償?shù)暮侠砼渲?，做到與風(fēng)電場接入電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和特性相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)，一般應(yīng)結(jié)合每個風(fēng)電場網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和特性相適應(yīng)、相協(xié)調(diào)，一般應(yīng)結(jié)合每個風(fēng)電場接入系統(tǒng)實際情況，計算分析論證來確定。接入系統(tǒng)實際情況，計算分析論證來確定。n為風(fēng)電場可靠運行，除風(fēng)

29、電場升壓變采用有載調(diào)壓變壓為風(fēng)電場可靠運行，除風(fēng)電場升壓變采用有載調(diào)壓變壓器外，要通過配置相應(yīng)無功補償設(shè)備使風(fēng)電場升壓變高壓器外，要通過配置相應(yīng)無功補償設(shè)備使風(fēng)電場升壓變高壓側(cè)電壓控制在規(guī)定范圍之間，無功補償設(shè)備一般應(yīng)為側(cè)電壓控制在規(guī)定范圍之間，無功補償設(shè)備一般應(yīng)為動態(tài)動態(tài)調(diào)節(jié)型調(diào)節(jié)型，其響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)步長應(yīng)能滿足風(fēng)電隨機性及風(fēng)，其響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)步長應(yīng)能滿足風(fēng)電隨機性及風(fēng)電場最大功率變化率的要求。電場最大功率變化率的要求。n風(fēng)電場的無功補償應(yīng)采用風(fēng)電場的無功補償應(yīng)采用電壓及輔以功率因數(shù)自動控制電壓及輔以功率因數(shù)自動控制的動態(tài)無功補償裝置，的動態(tài)無功補償裝置，響應(yīng)速度一般滿足秒級響應(yīng)速度一般滿足

30、秒級即可，不必即可，不必強調(diào)用強調(diào)用SVC，對于容量較大的風(fēng)電場不宜采用分組投切電，對于容量較大的風(fēng)電場不宜采用分組投切電容器。容器。補償方式的選擇補償方式的選擇n風(fēng)電場正常運行的風(fēng)電機組突然全部退出時，應(yīng)將風(fēng)電風(fēng)電場正常運行的風(fēng)電機組突然全部退出時，應(yīng)將風(fēng)電場的場的容性無功補償設(shè)備同時退出容性無功補償設(shè)備同時退出，防止風(fēng)電場及風(fēng)電場，防止風(fēng)電場及風(fēng)電場接入電網(wǎng)變電所的電壓升高超過規(guī)定值。接入電網(wǎng)變電所的電壓升高超過規(guī)定值。n風(fēng)電場分期建成時，當(dāng)無功補償設(shè)備一次建成時，其風(fēng)電場分期建成時，當(dāng)無功補償設(shè)備一次建成時，其最最小補償容量小補償容量應(yīng)滿足風(fēng)電場應(yīng)滿足風(fēng)電場建設(shè)初期的要求建設(shè)初期的要求。對風(fēng)電場既。對風(fēng)電場既有感性又有容性無功補償時，自動控制策略須有感