知識(shí)點(diǎn)二-風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制.知識(shí)點(diǎn)二-風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)項(xiàng)目四風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)技術(shù)任務(wù)五供電質(zhì)量控制知識(shí)點(diǎn)二風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制為了實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身的穩(wěn)定運(yùn)行，需要風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具備無功功率調(diào)整的能力，因此對(duì)于機(jī)組控制性能也提出了更高的要求，既要考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)組本身的特殊設(shè)計(jì)和容量，也要考慮變壓器和電纜等能量傳輸設(shè)備的容量和風(fēng)電場(chǎng)的控制能力。

在大量風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)電壓容易引起波動(dòng)，而傳統(tǒng)的電容器組投切方式不能很好地起到保持電壓穩(wěn)定的作用。在風(fēng)電場(chǎng)中，未來的趨勢(shì)是使用基于電力電子技術(shù)的靜態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備作為主要無功調(diào)節(jié)設(shè)備。從長遠(yuǎn)來看，當(dāng)局部電網(wǎng)接入大量風(fēng)電時(shí)，為維持電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定，不僅應(yīng)有大量的容性無功后備容量，也應(yīng)配置一定的感性無功后備容量。

雖然風(fēng)電場(chǎng)配電站一般都具備有載調(diào)壓、補(bǔ)償電容器組或靜止無功補(bǔ)償器，但從控制速度和控制效果而言，在風(fēng)電機(jī)組中直接進(jìn)行無功調(diào)整對(duì)于電壓穩(wěn)定的影響是最直接的。風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)控設(shè)備在總體上保證對(duì)電網(wǎng)輸出的電能質(zhì)量。如果在局部電網(wǎng)中，風(fēng)電的比例較高，那么對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控和在緊急情況下處理能力的要求將成倍增加。通常認(rèn)為風(fēng)電場(chǎng)的穿透功率極限在10%左右，即風(fēng)電在局部電網(wǎng)容量中超過這一比例時(shí)，將無法保證電網(wǎng)的穩(wěn)定，但這也取決于局部電網(wǎng)的特性和控制能力。

目前GB/T19963-2011《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》中提出的具體要求如下。風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制一、無功電源風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備協(xié)調(diào)控制機(jī)組和無功補(bǔ)償裝置的能力，能夠自動(dòng)快速調(diào)整無功總功率。風(fēng)電場(chǎng)的無功電源包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償裝置。首先充分利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及分散式無功補(bǔ)償裝置的無功容量及其調(diào)節(jié)能力，僅靠風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)的需要，須在風(fēng)電場(chǎng)集中加裝無功補(bǔ)償裝置。風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償裝置能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的連續(xù)調(diào)節(jié)以控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓，其調(diào)節(jié)速度應(yīng)能滿足電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的要求。風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制(二)無功容量風(fēng)電場(chǎng)在任何運(yùn)行方式下，應(yīng)保證其無功功率有一定的調(diào)節(jié)容量，該容量為風(fēng)電場(chǎng)額定運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)0.98(超前)～0.98(滯后)所確定的無功功率容量范圍。風(fēng)電場(chǎng)的無功功率能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)，保證風(fēng)電場(chǎng)具有在系統(tǒng)事故情況下能夠調(diào)節(jié)并網(wǎng)點(diǎn)電壓恢復(fù)至正常水平的足夠無功容量。百萬千瓦級(jí)及以上風(fēng)電基地，其單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)無功功率調(diào)節(jié)容量為風(fēng)電場(chǎng)額定運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)0.97(超前)～0.97(滯后)所確定的無功功率容量范圍。風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制(二)無功容量對(duì)于直接接入公共電網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)，其配置的容性無功容量，能夠補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)滿發(fā)時(shí)場(chǎng)內(nèi)匯集線路、主變壓器的感性無功及風(fēng)電場(chǎng)送出線路的一半感性無功之和，其配置的感性無功容量，能夠補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)自身的容性充電無功功率及風(fēng)電場(chǎng)送出線路的一半充電無功功率。對(duì)于通過220kV(或330kV)風(fēng)電匯集系統(tǒng)升壓至500kV(或750kV)電壓等級(jí)，接入公共電網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)群中的風(fēng)電場(chǎng)，其配置的容性無功容量，能夠補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)滿發(fā)時(shí)場(chǎng)內(nèi)匯集線路、主變壓器的感性無功及風(fēng)電場(chǎng)送出線路的全部感性無功之和，其配置的感性無功容量，能夠補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)自身的容性充電送出線路的全部充電無功功率。

風(fēng)電場(chǎng)無功容量范圍在滿足上述要求下，可結(jié)合每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際接入情況，通過風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)專題研究來確定。風(fēng)電場(chǎng)無功功率控制三、試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)前，應(yīng)完成無功控制系統(tǒng)控制指令核對(duì)工作，并完成無功控制系統(tǒng)開環(huán)試驗(yàn)。當(dāng)接入同一并網(wǎng)點(diǎn)的風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量超過40MW時(shí)，需向調(diào)度機(jī)構(gòu)提交場(chǎng)內(nèi)測(cè)試報(bào)告(包括無功控制系統(tǒng)性能指標(biāo))，調(diào)度機(jī)構(gòu)審核后風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)申請(qǐng)無功控制系統(tǒng)閉環(huán)試驗(yàn)，并協(xié)同調(diào)度