风电场无功补偿容量设计与补偿方式研究
风电场并网的无功补偿
电感 性电气设备如 电动机和变压器等 由于在运行时 需要 建立磁场 ，此 时所 消耗 的能量不能转化为有功功率 ，故被称
为 无 功 功 率 Ｑ 此 时 电 流 滞 后 电 压 一 个 角 度 。在 选 择 变 配 。 电设 备 时 所 根 据 的 是 视 在 功 率 Ｓ 即有 功 功 率 和 无 功 功 率 的 ，
‘
有 功 功 率 与视 在功 率 的 比值 为 功 率 因 数 ： Ｃ Ｓ Ｐ Ｓ Ｏ 中＝ ／ 。 无 功 功 率 的传 输 加 重 了 电 网 负荷 ，使 电 网 损 耗 增加 ， 故 需对 其进 行 就 近 和 就 地 补 偿 。
它 的 缺 点 ， 如 直 接 并 网时 冲 击 电流 式 ；异 步 发 电机 必 须 从 电 网吸 收 落 功 补 偿 ，将 由 电 网提 供 大 量 励 磁 电
Ｑ
．
动 刹 车 、机 械 刹 车 ； ⑤ 控 制 系 统 等 采 用 的 是恒 速 恒 频 发 电机 系 统 中的 发电机）。 构 简 单 、 无 励 磁 装 置 、重 量 较 轻 、
Ｐ
．
图２
： 等优 点 ， 尤 其 在 发 电机 的 电气 控 修 ： 力 发 电机 大 多 数 都 采 用 异 步 发 电 风
修回日期：２ １ Ｏ — ５ ０１ 的输 出功 率 ：ｔ ｎ 由 发 电机 自身 的 为 ａＯ 为
）。男 ． 本科 ， 电助理工程师 ，研究方向为电气工程及其 自动化。 机
厂 壅 壁 ＿ ］
功 率 因 数 ； Ｃ Ｓ 为 求 得 的 正 切 函 数 ； Ｔ ｎ 为 补 偿 目标 Ｏ ａ中 值 ， 常取 ｔｎ ￣ ０ ３ ；Ｕ 为 电容 器 的额 定 电压 ；Ｕ为 电动 机 ａ ｑ＝ ． ５ ｃ
【分析】风电场动态无功调节装置容量配置
【分析】风电场动态无功调节装置容量配置【摘要】:通过对风机的动态无功调节能力的分析，提出新建风电场可以不配或少配无功补偿装置。
【关键词】：风电场动态无功调节装置；SVG；风机的无功调节能力；配置引言大部分用电设备是根据电磁感应原理工作的。
依靠建立交变磁场进行能量的转换和传递，为建立交变磁场和感应磁通需要的电功率称为无功功率，因此在供用电系统中除了需要有功电源外。
还需要无功电源，两者缺一不可，提供无功源的装置就是无功补偿装置，无功的补偿主要有低压个别补偿。
低压集中补偿，高压集中补偿3种方式.风电场接入电网技术标准，要求风电场采用高压集中动态补偿的方式进行无功补偿。
目前设计院一般设计SVG联接于35KV（10KV）母线做为风电场动态无功装置，以满足电网对风电场接入的技术要求。
1设备存在的问题SVG在2010年后才大规模应用，但考虑到性价比问题，容量小于15MW的SVG一般采用强迫风冷的冷却方式，而福建省的风电场往往处在高盐雾，高湿度地区，使用风冷系统并不理想。
通过对福能新能源公司各风电场SVG的运行情况分析，发现这种冷却方式的SVG 在福建省运行并不理想。
目前福能新能源有限公司在福建省内已投运风电场有9座.各风电场SVG的运行情况概述如表1.由表1可见，各风电场SVG稳定性均较差，投运率低维修周期长，目前福能新能源公司各风电场的SVG主要存在的问题如下：1、生产商设计冷却功率时对福建省的气候条件考虑不周，未很好地解决高污秽等级要求的防护等级与高温环境下要求的散热效果间的矛盾，造成如果达到额定出力，SVG功率模块与驱动模块将过温，只能降容运行；如果要解决这问题。
只能在SVG房加装空调6Mvar一组容量为SVG的所需空调功率至少50KV运行成本高。
2、驱动模块与功率模块因为散热需要，只能暴露在空气中，盐雾晰出的盐份与空气中的杂质附着在模块表面，造成模块的散热效果变差，也使模块的绝缘性能大大降低，故障率增加。
风电场无功控制系统研究报告
风电场无功控制系统研究报告一、引言风能是清洁、可再生的能源，近年来得到了广泛的关注和利用。
然而，风电场的无功控制系统却是一个重要的问题，对于风电场的稳定运行和电网的安全是至关重要的。
二、无功问题及其影响在电力系统中，无功功率是交流电路中既不做功，又不产生热能的功率。
风电场作为一个巨大的电力负荷，会对电网的无功功率造成影响。
当风电场无功功率过大时，会导致电网电压波动过大，甚至引起电网失稳。
因此，风电场无功控制系统的研究对电网的稳定运行具有重要意义。
三、常用的无功控制方法1.静态补偿：使用无功补偿装置，如静止无功补偿器（SVC）或静态同步补偿器（STATCOM），通过控制无功电流的注入或吸收来实现无功补偿。
2.动态响应：根据电网的无功需求，控制风电场的功率输出，使风电机组能够提供需要的无功功率。
3.无功限值：在电网连接点处设置无功限值，控制风电场的无功功率，使其在允许范围内运行。
四、无功控制策略针对风电场的无功问题，可以采用以下控制策略来解决：1.基于线路电流的无功控制：根据电网的负载情况和需求，通过控制风电场的功率输出来调节电网的无功功率。
2.基于电网电压的无功控制：通过监测电网电压情况，控制风电场的功率输出，使其能够主动提供或吸收所需的无功功率。
3.预测性无功控制：借助天气预测和负荷预测等技术手段，提前预测电网的无功需求，从而调节风电场的功率输出，以满足无功需求。
五、无功控制系统的设计与实现为了有效控制风电场的无功功率，需要设计和实现相应的无功控制系统。
无功控制系统通常包括无功检测装置、控制算法、控制器和无功补偿装置等组成。
1.无功检测装置：用于监测电网的无功需求，可以使用电流互感器和电压传感器等设备进行检测。
2.控制算法：根据无功需求和风电场的特点，设计相应的控制算法，用于计算无功功率的调节量。
3.控制器：实现控制算法并发出控制信号，以调节风电场的功率输出。
4.无功补偿装置：根据控制器的信号，通过注入或吸收无功电流来实现无功补偿。
风电场无功补偿计算方法
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。
风电场无功补偿容量的估算与补偿方式选择
风电场无功补偿容量的估算与补偿方式选择石巍;张彦昌;张超【摘要】分析了影响风电场升压站的无功补偿容量的因素,给出了变压器、风电场架空集电线路和风电机组的无功功率的计算公式,并举例对采用不同发电机组和不同集电线路的风电场无功功率进行了估算.比较了目前风电场经常采用的四种无功补偿装置,指出了风电场升压站无功补偿装置发展的趋势.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2011(032)003【总页数】4页(P217-219,223)【关键词】风力发电;并网运行;升压站;无功补偿【作者】石巍;张彦昌;张超【作者单位】中南电力设计院,武汉430071;中南电力设计院,武汉430071;中南电力设计院,武汉430071【正文语种】中文【中图分类】TM614在并网运行的风力发电项目中,升压站是将风电电力输送到电网的关键环节。
在风电场实际运行中,由于风力的间歇性和随机性,导致风力发电机组不能持续稳定地发电,而风力发电机组的不稳定运行(尤其是频繁启动、脱网、低电压穿越等过程)会造成升压站电压非常大的波动,威胁到用电安全。
为了保持升压站的电压波动在要求的范围内,就需要在升压站进行动态无功补偿,因此研究升压站的无功补偿容量和无功补偿方式,对于风电场来说非常重要。
本文将讨论升压站的无功补偿容量的估算方法,包括变压器、风电场架空集电线路和风电机组的无功功率的估算,并举例说明估算的结果,还将对补偿方式的选择展开讨论。
1 升压站无功补偿容量的估算一般情况下,风电场升压站的无功补偿容量应该满足系统稳定要求、满足升压站稳定运行的要求和满足风电电力不稳定时升压站运行的要求,这些要求都与变压器、风电场架空集电线路和风电机组的无功功率有关。
1.1 变压器为了满足升压站稳定运行的要求,风电场升压站的无功补偿容量必须补偿电气设备,例如主变、箱变等的无功损耗。
式中:ΔQ T为变压器的无功损耗;ΔQ为变压器的励磁损耗;ΔQ s为变压器漏抗中的损耗(负载无功损耗);S为变压器的视在功率;S N为变压器的额定容量;I0%变压器空载电流百分数;U s%为变压器短路阻抗百分数。
风电场无功补偿装置的配置分析
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。
大型海上风电场无功配置研究
大型海上风电场无功配置研究随着全球能源需求不断增加，传统的能源资源已经无法满足不断增长的需求。
在这种情况下，可再生能源已成为替代方案。
其中，风能是其中最受欢迎的选择之一，因为它是一种成熟、可靠和可再生的能源。
近年来，人们对海上风电场的关注度越来越高，一方面是由于海上风能资源更为丰富，另一方面是由于海上风电场对于陆地资源更为宝贵的保护。
海上风电场不断被大规模开发建设，这使得对于它们的运作效率的研究与改进愈发重要。
在海上风电场中，电力系统是关键的组成部分。
无功功率是电力系统中的一个重要参数，通过它可以控制电压水平，提高稳定性，因此研究大型海上风电场无功配置是非常重要的。
一般而言，无功功率可以通过静态无功补偿器（SVC）和无功调节器（STATCOM）等方式来提供。
SVC通常被用来对电网电压进行调节，而STATCOM可以通过控制无功功率来提高电力系统的稳定性和有效性。
由于当前的无功配置尚未成体系，在大多数情况下，人们将无功功率的配置看作是一个经验性的过程。
因此，需要进一步的研究来确定合理的无功配置方案。
对于大型海上风电场而言，无功配置问题更为复杂。
首先，由于海上风电场的复杂环境和大范围分布特点，风机之间存在较大的瞬时无功功率变化。
这种变化将对电力系统造成不稳定的影响。
其次，风电场的容量较大，传统的无功补偿器无法满足要求。
因此，需要使用无功调节器进行补偿。
在确定无功配置方案时，需要考虑电网电压水平和电力系统的稳定性。
对于大型海上风电场，往往需要使用多个无功调节器，以确保整个风电场的稳定性。
为了实现最佳无功配置方案，需要使用优化算法。
当前，遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）均被证明是一种有效的优化算法。
这两种算法具有快速、高效的优化过程和高收敛速度。
在实践中，这些算法已经被广泛地应用于智能电网和分布式能源系统中。
在大型海上风电场中，无功配置不仅影响电力系统的稳定性，而且会影响到风机的能力和效率。
因此，需要进行综合优化。
风电场无功补偿计算
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。
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１１．７７２ Ｍｖａｒ
２）如果集电线路采用电缆线路，电缆根据负荷电流
可以选择截面 １５０ ｍｍ２ 的铜芯电缆。该电缆的电抗 Ｘ ＝
０．１２５ Ω ／ｋｍ，对地电容 Ｃ ＝ ０．１６７ μ Ｆ／ｋｍ。
则Δ Ｑ ＝Δ Ｑ ＋Δ Ｑ ＝（Ｐ ２ ＋ Ｑ ２） Ｘ ／Ｖ ２ －（Ｖ ２
感性无功功率的容量，从而实现调节容性无功功率。ＴＳＣ 型 ＳＶＣ 是通过晶闸管的导通和关断来实现电容器组的投 入和切除，但无功功率调节的线性度和电容器组的分组 数量之间很难做到两全其美。ＭＣＲ 型 ＳＶＣ 和 ＴＣＲ 型 ＳＶＣ 在风电场升压站中运用得较普遍，ＴＳＣ 型 ＳＶＣ 一般用于 低压领域。第四类是静止无功发生器 ＳＶＧ（Ｓｔａｔｉｃ Ｖａｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ），通过使用大功率可关断晶闸管（ＧＴＯ） 器件 代替普通的晶闸管构成的无功补偿装置，但价格较高，是 风电场无功补偿发展的趋势。我们通过表 ３ 对主要的几种 无功补偿装置进行比较。
∑Δ ＱＴ ＝ ３３ Δ ＱＴ ＝ ４．１７１ ２ Ｍｖａｒ
１）如果集电线路采用架空线路，导线根据经济电流
密度可选择为 ＬＧＪ － １８５／３０。
则∑Δ ＱＬ ＝Δ ＱＬ ＋Δ ＱＢ ＝（Ｐ１２ ＋ Ｑ１２）Ｘ ／Ｖ１２ －（Ｖ１２ ＋ Ｖ２２）Ｂ／２ ＝ ３Ｉ２Ｘ －（Ｖ１２ ＋ Ｖ２２）Ｂ／２ ＝ １．８５ Ｍｖａｒ
１０
９
８
７
６
有功（＊１００ ｋＷ）
５
４
３
２
１
断路器状态
０ －１
０．５ １ １．５ ２ ２．５ ３ ３．５ ５
（４）对于处于电网枢纽中心的风电场或大型风电场，
其无功补偿除了考虑单个风电场内所需求的无功功率之 外，还需要从整个电网的角度来分析无功补偿容量，因 此需要系统专业进行潮流计算来分析，这里我们就不多 阐述了。对于处于电网末端的中小型风电场，其对电网 的影响相对较小，在缺少系统资料的情况下，我们可以 认为在电网接入点处实现无功平衡就不会对电网产生较 大影响。综合上面的几种情况，我们以不同的工程条件 列个表格供参考。
机型
恒频恒速 恒频变速 直驱同步
表 １ ５０ ＭＷ 风电场工程无功损耗统计表（Ｍｖａｒ）（按 ３３ 台 １ ５００ ｋＷ 风电机组考虑）
变压器
５．７５ ５．７５ ５．７５
箱变
４．１７ ４．１７ ４．１７
集电线路
架空
电缆
１．８５
０．５２
１．８５
０．５２
１．８５
０．５２
风机
１５ ５ ０
外送线路 ＬＧＪ － １８５／１０ ｋｍ
集电线路
架空
电缆
３．７０
１．０４
３．７０
１．０４
３．７０
１．０４
风机
３０ １０ ０
外送线路 ２＊ＬＧＪ － ２４０／１０ ｋｍ
２．６ ２．６ ２．６
总计 架空 ５５．６４ ３５．６４ ２５．６４
电缆 ５２．９８ ３２．９８ ２２．９８
所以，对于机型为恒频恒速发电机的风电场，建议 升压站装设无功补偿装置的容量为整个风电场装机容量 的 ５０％～６０％；对于机型为恒频变速发电机的风电场，建 议升压站装设无功补偿装置的容量为整个风电场装机容 量的 ３０％ ～４０％；对于机型为直驱同步发电机的风电场， 建议升压站装设无功补偿装置的容量为整个风电场装机 容量的 ２ ０ ％ ～３ ０ ％ 。
１ 风电场升压站的无功补偿容量
一般情况下，风电场升压站的无功补偿容量应该包 括 ３ 个部分：一是满足系统稳定要求，主要是补偿输电线 路的无功损耗；二是满足升压站稳定运行的要求，主要 是补偿电气设备的无功损耗，例如主变压器、箱变压器 等；三是满足风电电力不稳定时升压站运行的要求，主 要是补偿风力发电机组吸收的无功功率。其中第一条可 以由电力系统专业根据潮流计算的结果和输电线路的长
－２
－３
无功（＊１００ ｋｖａｒ）
－４
－５
－６
图２ １ ０００ ｋＷ 风电机组并网过程有功和无功功率曲线图
因此，对于布置恒频恒速异步发电机的风电场，要 保证其起动过程的电压稳定，还需要增加无功补偿容 量。对于每一台机组来说，其本身设置有一定的无功补 偿装置，但是其容量不能满足风机起动和脱网时的无 功功率要求，需要从系统吸收 ５ ０ ％ ～７ ０ ％ 机组容量的 无功功率。对于整个风电场来说，所有风机同时起动或 脱网的可能性比较小，一般会存在先后时间间隔，而风 机吸收无功功率的时间大约是 ０．１ ｓ，因此对于整个风 场的风机部分，建议考虑增加无功补偿容量为 ３０％ 的 总装机容量。
目前常用的无功补偿方式大致分为 ４ 类：第一类是集 合式并联电容器组，并联电容器组只能通过开关分组投 入或切除，但分组数量有限，一般是 ２～４ 组。这类无功 补偿装置多用于电网的变电站；第二类是并联电容器组 ＋调压变压器，调压变压器可以通过机械开关改变变压
46 电气制造· ２０１１ 年第 ７ 期
电机，例如金风 ７５０ ｋＷ 的风电机组；第二类是恒频变速
双馈异步发电机，也就是绕线式异步发电机，例如华锐 １
５００ ｋＷ 的风电机组；第三类是直驱永磁同步发电机，例
如金风 １ ５００ ｋＷ 的风电机组。
１）第一类风机在机端并联有无功补偿装置，采用多
组电容器组分组投切的方式进行补偿，补偿容量一般是
风机容量的 ３ ０ ％ ～５ ０ ％ ，以保证风机正常运行时的功率
44 电气制造· ２０１１ 年第 ７ 期
Research & Design 设计研发
Δ ＱＢ ——架空线路的充电功率（ｋｖａｒ）； Ｘ——架空线路的电抗；
Ｂ——架空线路的等值电纳。
各种电压等级架空线路的电纳值变化不大，对于单
导线线路，Ｂ 值大约为 ２．８ × １０ － ６ Ｓ／ｋｍ。３５ ｋＶ 线路的
目前大部分风电场的风机只能实现对自身的无功功 率调节，在很多情况下还需要吸收风电场升压站的无功 功率。如果能够实现风电场所有的风电机组都联合参与 无功功率的调节，一方面能够减少升压站无功补偿装置 的容量，另一方面可以提高无功补偿的响应速度，这将 是风电场未来发展的趋势。
２ 风电场升压站的无功补偿方式
１．００
０．５０
０．００
－０．５０
－１．００
－１．５０ ０．０ １．０ ２．０ ３．０ ４．０ ５．０ ６．０ ７．０ ８．０ ９．０ １０．０
图 １ ７５０ ｋＷ 风电机组并网过程有功和无功功率曲线图
１２
１１
风速（ｍ／ｓ）
度来提供，第二、第三条则需要我们进行计算。
（１ ）变压器的无功损耗
Δ Ｑ ＝Δ Ｑ ＋Δ Ｑ （Ｓ２／Ｓ ２）
Ｔ
０
ｓ
Ｎ
＝（Ｉ ％／１００）Ｓ ＋（Ｕ ％／１００）（Ｓ２／Ｓ ）
０
Ｎ
ｓ
Ｎ
式中 ΔＱ ——变压器的无功损耗（ｋｖａｒ）； Ｔ
ΔＱ０——变压器的励磁损耗，也就是空载无功损
充电功率Δ Ｑ 相对于线路中电抗的无功损耗Δ Ｑ 甚小，
Ｂ
Ｌ
可以忽略不计。
举例说明，某风电场布置１ ５００ ｋＷ 的风电机组３３台，
集电线路三回，每回长度 ７ ｋｍ，采用电缆或架空线路。
主变压器容量 ５０ ＭＶ·Ａ，Ｉ ％ ＝ １％，Ｕ ％ ＝ １０．５％。
０
ｓ
则Δ Ｑ ＝Δ Ｑ ＋Δ Ｑ （Ｓ２／Ｓ ２）＝（Ｉ ％／１００）Ｓ ＋
２）第二类风机在转子绕组装设有控制单元，可以控 制发电机机端电压的幅值和频率。控制单元从原理上讲 就是一台变流器，在风机起动和脱网时，控制单元可以 发出无功功率来调整机端电压，从而减少了从系统吸收 的无功功率。但是由于控制单元的容量一般是风机容量 的 ３ ０ ％ ～５ ０ ％ 左右，不能完全满足风机起动所需的无功 功率，还需要从系统再吸收一定的无功功率。因此对于 整个风场的风机部分，建议考虑增加无功补偿容量为
Research & Design 设计研发
器的抽头实现有级差的调节补偿的无功功率，但调压变 压器的抽头数量有限，一般是九档，同时还有一定的基 准无功容量，因此无功功率的调节能力有限；第三类是 静止无功补偿装置 ＳＶＣ（Ｓｔａｔｉｃ Ｖａｒ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ），ＳＶＣ 又分为 Ｍ Ｃ Ｒ 型 Ｓ Ｖ Ｃ ，Ｔ Ｃ Ｒ 型 Ｓ Ｖ Ｃ 和 Ｔ Ｓ Ｃ 型 Ｓ Ｖ Ｃ 。其中 ＭＣＲ 型 ＳＶＣ 是将集合式电容器组和磁控电抗器作为一个 整体并联到电网中，通过改变磁控电抗器的饱和程度来 调节感性无功功率的容量，从而实现调节容性无功功率。 ＴＣＲ 型 ＳＶＣ 是将集合式电容器组和相控电抗器作为一个 整体并联到电网中，通过晶闸管线性控制电抗器来调节
０．８ ０．８ ０．８总计 架空Βιβλιοθήκη ２７．５７ １７．５７ １２．５７
电缆 ２６．２４ １６．２４ １１．２４
机型
恒频恒速 恒频变速 直驱同步
表 ２ １００ ＭＷ 风电场工程无功损耗统计表（Ｍｖａｒ）（按 ６６ 台 １ ５００ ｋＷ 风电机组考虑）
变压器
１１．０ １１．０ １１．０
箱变
８．３４ ８．３４ ８．３４
０
Ｕ ％——变压器短路阻抗百分数。 ｓ
（２ ）架空线路的无功损耗
Δ Ｑ ＝Δ Ｑ ＋Δ Ｑ
Ｌ
Ｂ
＝（Ｐ ２ ＋ Ｑ ２）Ｘ ／Ｖ ２ －（Ｖ ２ ＋ Ｖ ２）Ｂ／２
１
１
１
１
２
＝ ３Ｉ２Ｘ －（Ｖ ２ ＋ Ｖ ２）Ｂ／２
１
２
式中 ΔＱ——架空线路的无功损耗（ｋｖａｒ）；
Δ Ｑ ——架空线路中电抗的无功损耗（ｋｖａｒ）； Ｌ
设计研发 Research & Design
风电场无功补偿容量设计与补偿方式研究