风电场无功补偿装置
对比风力发电领域无功补偿装置的效果
对比风力发电领域无功补偿装置的效果摘要：目前，风电场中无功补偿装置的作用在近些年来风电问题不断暴露的情况下显得越来越重要，在这种情况下只有合理有效的运用先进的无功补偿装置才能够使已经出现的问题得到有效的解决，并对可能出现的问题加以预防。
基于此，本文首先介绍了无功补偿装置的发展情况，主要包括三个方面：电容器固定补偿、静止无功补偿装置SVC、静止无功发生器SVG，之后详细分析了静止无功发生器SVG的结构，最后对链式SVG与传统SVC以及电容固定补偿相比所具有的优势，主要包括三个方面：响应速度非常快、具有较好的低电压特性、具备优越的谐波特性。
希望能够为以后的研究工作提供一些参考。
关键词：风力发电；无功补偿；SVG近些年来，我国的风力发电取得了快速的发展和巨大的进步，但是与此同时一些积累多年的问题也开始暴露出来。
比如风机存在较大的出力波动，从而导致电压随之出现比较明显的波动。
另外，风力发电具有比较强的间歇性和随机性，不能进行有效的控制，从而导致难以进行有效的调度。
而以往在风电场中广泛应用的动态无功补偿装置不能根据相关的要求进行自动调节，在这种情况下一些风电机组无法低穿越，从而导致风电机组脱网，之后系统电压会因此大幅上升，进而引发过电压保护动作跳闸，造成大面积的风电机组停止工作，使故障影响进一步扩大。
1.无功补偿装置的发展情况1.1电容器固定补偿上世纪70年代使用的最为广泛的无功补偿方式就是电容器固定补偿，不过随着电力电子技术的快速发展和应用，再加上电力部门考核要求的不断提高，对于系统的无功的变化电容器固定补偿已经不能满足，与此同时由于系统在运行过程中会出现谐波，而电容器补偿会进一步放大谐波，从而造成非常大的安全隐患，现阶段这种补偿方式已经基本淘汰[1]。
1.2静止无功补偿装置SVC静止无功补偿装置SVC是第二代无功补偿装置，这种装置主要由晶闸管控制，能够使无功调节的响应速度大幅提高，但是其仍然是阻抗型装置的一种，系统参数会对其补偿功能产生很大的影响，并且与电容器固定补偿存在相同的缺陷，就是会进一步发达系统产生的谐波。
浅析风电厂无功补偿及谐波治理装置
浅析风电厂无功补偿及消谐装置的应用随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，对绿色清洁能源的需求越来越迫切。
风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染的绿色能源。
目前，越来越多的风电厂建成并网发电。
由于风电厂具有自己独特的特点，这随之产生了风电并网的问题，在风电并网运行中会出现以下问题：（1）风机出力波动大引起电压波动；（2）电压调节能力弱，不能在规定的范围内调节；（3）电网扰动造成的电压变化可能造成风机大面积解列，影响系统的稳定与安全；（4）可调度性差；（5）部分感应式发电机无功消耗高；为了解决以上问题，风电厂无功及谐波的治理发展由简单的消谐消弧装置到SVC再到更为先进的sv殴备。
为了了解风电厂的无功补偿及谐波治理装置，首先我们需要明确一些关于无功和谐波的基本概念。
无功功率：电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容性负载电容中的电场能量之间进行着可逆的能量交换而占有的电网容量叫无功，Q 表示这种能量交换的幅度。
无功功率的表达式为：Q=Ulsin ©式中无功的单位为Var （乏），线电压的单位为V （伏），视在电流I单位为A （安）。
功率因数：在正弦电路中，功率因数是由电压和电流之间的相角差决定的，这种情况下，功率因数常用CO®表示。
视在功率S=UI, 有功功率P=Ulcos©cos © =P/S感性无功：电流矢量滞后电压矢量90度。
如：电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等。
容性无功：电流矢量超前电压矢量90度。
如：电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等。
基波无功：与电源频率相等的无功。
谐波无功：与电源频率不相等的无功。
无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率的增加，从而使发电机、变压器及其它电气设备的容量和导线容量增加。
使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。
浅谈风力发电场集中无功补偿装置选择方案
４ｌ ） Ｏｉ ，且其设备 噪音 较大。 ｎ ３ 电压型 无功 自动补偿成套装置 电压型无功 自动补偿 成套装 置 由调压器 、电容 器 、微 机控制器三部分组 成。工作 原理为通 过调节 自耦 调压 变压 器的电压改变 电容 器两端 的端 电压 ，从 而达 到改 变 电容无 功输出量的 目的。特点 为 占地面积小 ，装 置 本身 不产生 谐 波。对 有谐波的系统 可采取 加装有滤 波 电抗 器 的措施 ，并 可以保 证每个档位 的电抗率 恒定不 变。但 调节 跟 随速度 较 慢 ，约 在 ２ 秒之 内 ，不适 合在 有冲击性 负荷 和频 繁变化 负 ｏ 荷场合 应用 ，调节方式为平滑的有级调节 。
Ｓ ｌｃｉｎ Ｓ ｈ ｍｅ ＯｆＳ ａ ｉ ｒ Ｃｏ ｅ ｓ ｔ ｒ Ａｐ ｌ ｄ Ｉ ｉ ｄ Ｆ ｒ ｅｅ ｔ ｃ ｅ ｔ ｔ Ｖａ ｍｐ ｎ ａ ｏ ｐｉ ｎ Ｗ ｎ ａ ｍ ｏ ｃ ｅ
Ｚ ｍｏ Ｙｕ ｉ ｎ ｌ ｘａ ｇ
（ ｏ ｓ Ｄ ｓ ｎＡ ｄＲ ｓａｃ ｓｔｔ Ｏ ｅｌ ｇｉ ｇＰｏｉｃ ） Ｆｒ ｔ ｅｉ ｎ ｅｅｒ Ｉ ｔｕ ｆ ｉ ｎｊ ｎ ｒ ｎｅ ｅ ｇ ｈ ｎｉ ｅ Ｈ ｏ ａ ｖ Ａｂｔ ｃ：ｈ ａｅ ｔ ｄ ｃｓ ｏ ｅｋ ｄ ｆ ｒ ａ ｔ ｉ Ｖ ｒ ｏ ｐｎａ ｒ（Ｖ ） ｐｌ ｄｉ ｖ ｄｆ ｍ， ｏ ｐｒ ｔ ｓ ａｔＴ ｅｐｐｒｉ ｒ ｕｅ ｍ ｉ ｓ ｉ ｒ Ｓ ｔ ａ ｍ ｅｓｔ Ｓ Ｃ ａｐｉ ｉ ｒ ｃｍ ａ ｅ ｒ ｎｏ ｓ ｎ Ｏ ｐ ｍ ｙ ａｃ ｃ ｏ ｅ ｎ’ｎ ａ ｅｈ
无功补偿装置在风电场运行中出力不足分析及解决方案
无功补偿装置在风电场运行中出力不足分析及解决方案早晨的阳光透过窗帘，洒在了满是文件的办公桌上。
我泡了杯咖啡，深吸一口气，准备投入到这个棘手的问题中。
风电场无功补偿装置出力不足，这可是个头疼的问题，不过，既然已经接手了，那就得好好解决。
先来分析分析问题。
无功补偿装置，顾名思义，就是在风电场中起到补偿无功功率的作用。
但是，最近风电场运行中，这个装置出力不足，导致风力发电效率降低，甚至有时候还影响了电网的稳定。
这可不行，咱们得找出原因。
一、问题分析1.装置老化得考虑这个装置是不是因为长时间运行，设备老化导致的出力不足。
设备老化是个普遍现象，特别是那些长期暴露在恶劣环境下的设备，更容易出现故障。
2.设计不合理再来看看，这个无功补偿装置的设计是否合理。
或许在设计之初，就没有考虑到风电场的实际情况，导致在实际运行中出现了问题。
3.维护不及时还有，维护工作是否到位？设备运行过程中，总是需要维护的。
如果维护不及时，那肯定会影响设备的出力。
4.系统故障不能排除系统故障的可能性。
这个系统那么复杂，保不齐哪里出了问题，导致无功补偿装置出力不足。
二、解决方案1.更新设备对于那些老化的设备，咱们得考虑更新。
现在科技发展这么快，新型无功补偿装置性能更稳定，效率更高，更新设备是个不错的选择。
2.优化设计针对设计不合理的问题，咱们得重新审视一下这个装置的设计。
根据风电场的实际情况，调整设计方案，确保无功补偿装置能够发挥最大的作用。
3.加强维护4.故障排查对于系统故障，咱们得认真排查。
从硬件到软件，从电源到信号，一个一个环节查过去，找出问题所在，然后解决它。
三、实施步骤1.成立专项小组为了解决这个问题，得成立一个专项小组，专门负责无功补偿装置的更新、优化和维护工作。
2.制定实施计划制定详细的实施计划，明确每个环节的责任人和完成时间，确保整个项目的顺利进行。
3.落实责任每个环节都要明确责任人，确保每个人都清楚自己的任务，这样才能确保项目的成功。
浅谈动态无功补偿装置(SVG)在风电场的应用
浅谈动态无功补偿装置(SVG)在风电场的应用摘要：随着风电场建设规模的增大，装机容量的大幅上升，其接入系统后对电网的影响也日益严重，而SVG动态无功补偿装置在满足无功功率、谐波治理，提高功率因数及电能质量，降低损耗，调整电压等方面起着重要作用。
关键词：风电场SVG；动态无功补偿装置风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的，导致并网功率因数不合格、电压波动和闪变等问题，对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题，都需要动态无功补偿系统。
另一方面，系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响。
而且随着技术的发展和完善，SVG的优势越来越明显，在风电场的设计中，无功补偿装置也越来越多的采用了SVG技术。
一、风电场无功消耗分析风电场无功消耗主要有以下几个方面:1.风力发电机组的无功消耗,不同机型,不同的机组内无功配置,无功消耗也不同。
2.与风力发电机配套的箱式变压器的无功消耗，一般消耗无功的比例为箱变容量2%-4%，与箱变的短路阻抗有关。
3.风力发电机组配电线路的无功消耗,电缆线路还是架空线路也不同，-般而言:电缆产生无功，架空线路消耗无功。
4.风力发电场升压主变的无功消耗。
一般消耗无功比例为变压器容量的3%左右。
二、风电场对无功补偿的要求当前风电场成熟的设计运行模式是相对较小容量的单台风机由1台箱式变压器升压接至集电线路，多台并联连接后接至统一的35 kV母线上，一个中等规模的风电场需要数十台箱式变压器。
依据风能特性,风电场的有功是随机、动态变化的，因此风电场的无功需求也是随机、动态变化的。
风电场变化的无功将会将会给数量众多的风力发电机组、箱式变压器以及主变压器和长距离的输电线路等带来无功损耗。
为解诀并网风电带来的电压及谐波问题，就需要风电场有动态、宽幅可调的无功容量及消谐能力，以减少风力发电功率波动对电网电压的影响,提高系统的稳定性。
风电场的无功电源包括风力发电机组和风电场的无功补偿装置。
风电场动态无功补偿装置性能检测技术
风电场动态无功补偿装置性能检测技术摘要：风力发电的开发利用是新能源发电的重要组成部分。
随着风电普及率的逐渐提高，风电接入对电力系统的影响不容忽视。
风电资源的不确定性和风电机组的运行特性使风电场的输出功率波动，容易导致功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变，采用无功补偿装置可以有效地改善这些问题。
风电场直驱发电机组的同步电机发出有功、无功的同时也吸收无功，进而影响电网电压的稳定性。
利用加装动态无功补偿装置，能有效调节并网电压。
为验证动态无功补偿装置的性能，本文通过分析装置工作原理，提出了动态无功补偿装置性能检测技术。
关键词：风电场；动态无功补偿装置；性能检测；应用引言随着电力行业技术的不断发展，电网复杂性进一步增加，无功补偿对电力系统安全稳定经济运行有着重要意义。
无功补偿装置是电力系统的重要装置，能用于母线电压控制，有效减少电压波动。
风电场直驱同步发电机在其输出有功功率的过程中同时吸收无功功率，导致并网点出现电压波动，因此对于直驱机组并网运行时需分析电压稳定性。
动态无功补偿装置是通过IGBT模块的开关实现调整，其动作速度较快，相对性能较好。
运用无功补偿装置的相关研究进行探讨，以实现对不同工况补偿容量的确定，提升风电场电压稳定性。
基于此，本文对适用于风电场的动态无功补偿装置性能检测展开概述。
1无功补偿工作原理1.1 SVC（静止无功补偿器）工作原理SVC基本结构见图1。
图1 SVC基本结构图FC由固定电容器和串联电抗器组成，为电网提供固定的容性无功，亦可滤除TCR的谐波。
TSC由反并联可控晶闸管、串联电容器及阻尼电抗器组成，可控晶闸管投切电容器，提供可选容量的容性无功，通常选择在系统电压峰值投入，在电容器电流为零时切除，使投切时的冲击电流达到最小。
TCR由反并联可控晶闸管及串联电抗器组成，可看作是一个可变电纳，改变触发角就可改变电纳值，因系统电压是不变的，改变电纳就能改变基波电流，从而控制与电网交换的无功功率大小1.2 SVG（静止无功同步补偿器）工作原理SVG是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，相当于一个无功电流源。
风电场无功补偿装置选型的估算分析
风电场无功补偿装置选型的估算分析摘要：本文阐述了风电场无功补偿的重要性，分析了风电场的无功特性，给出了风电场主要设备无功功率估算方法的设计方式，并举例对一个风电场的无功功率进行了估算。
对比分析目前主流的几种应用于风电场的无功补偿装置的原理及优劣势，指出风电场无功补偿装置选型发展趋势。
关键词风电场；无功补偿；估算方法；选型近年来，风力发电并网装机容量每年以30%的速度增长，预计未来十年内增速也超过15%。
然而，因风能具有随机性和间歇性特点，大规模将风电接入电网将对电力系统的安全稳定运行、电能质量以及功率的实时平衡等方面产生不利影响，大量风电机组的集中起停对电网的安全影响越来越突出。
2011年以来甘肃酒泉、河北张家口等地相继发生的大规模风机脱网事故，严重影响电网安全。
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装置选型对于风电场来说非常重要。
1 风电场的无功特性目前风电场单台风机容量较小，数量众多，每台风机均由一台箱变升压至统一的10kV或35kV母线上，箱式变压器数量众多，无功损耗大。
经10kV/66kV或35kV/220kV变压器升压送出，升压变压器无功损耗大。
风电场处于负荷末端，与系统联系弱，长距离的输电线路传输导致一定的无功损耗。
风电电源往往处于远离负荷中心的电网边缘，与电网之间的连接相对较弱，大规模瞬间停机造成的瞬间无功富余无法由内陆地区的电力系统有效消化。
因此，有必要在风电场的接入点选择性地安装快速无功补偿设备，以提供必要的无功和电压支撑。
2 风电场的无功补偿装置选型分析目前风电场主要采取以下四种无功补偿装置：并联电容器组、有载调压变压器、动态无功补偿装置（分SVC、SVG两种）。
四种无功补偿装置特点的比较见表1。
（1）并联电容器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，通常用于电网的变电站。
并联电容器补偿可用断路器连接至电力系统的某些节点上，并联电容器只能向系统供给感性的无功功率，但具有调节不平滑、响应速度慢、对电压的升降敏感等缺点，因此现已退出主力市场。
风电场常用补偿装置调研报告(最终版)
风电场常用无功补偿装置调研报告风力发电的并网运行一方面具有显著的经济效益和社会效益，另一方面也对电网的电能质量和安全稳定运行造成一定的影响，需加装动态无功补偿装置进行治理。
目前应用于风电场的动态无功补偿装置形式主要有TCR 型SVC 、MCR 型SVC 以及SVG ，以下分别介绍三种装置的工作原理，并且通过占地面积、响应速度、谐波含量、损耗、噪声、可靠性、后期维护性等性能指标及国内外运行情况说明、运行业绩、性价比等方面来论述这三种补偿方式的特点。
1 TCR 型动态无功补偿装置TCR+FC 型SVC 工作原理TCR 型SVC 主要由滤波支路及TCR 支路组成，滤波支路滤除谐波电流的同时给系统补偿容性无功功率，滤波支路投入后给系统提供的容性无功功率不能调节。
TCR 主要是发出感性无功功率，通过调节晶闸管的导通角改变输出的感性无功功率，以此调节SVC 补偿的无功功率，调节负荷功率因数及母线电压。
按照公式电抗器）（（滤波器）（负载）系统）T CR Q Q Q Q T C RC L S +-=(=恒定值（或0）,保证系统送至负载的无功功率不变，就可以稳定电压及保证功率因数恒定。
图1 SVC 组成图TC R的工作原理如图2所示，通过控制晶闸管的触发角可将电抗器的电流从零调节到相应的额定值。
由电抗器和晶闸管组成的装置，在控制信号的作用下好像是个可变电感；可变电感和固定电容器组合既可形成容量适当的电容性负荷，也可形成容量适当的电感性负荷，并且具有静补装置的一切优点，其带电容所示。
器组的输出特性如图3图2 TCR装置典型应用线路图3 带电容器的TCR输出特性图4为一简化后的单相TCR原理图，为分析方便，假定电抗器接在一个无穷大电源上，该电源具有恒定幅值和频率的正弦波形电压。
晶闸管以同步方式将电抗器投入和切除，晶闸管阀由两个相反极性并联连接的晶闸管组成。
只有在每个正的或负的半周期中从电压峰值到电压过零的间隔内（电角度为正方向90～180°，负方向270～360°）晶闸管被触发导通，电抗器才可能进行同期投切。
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风电场无功补偿装置
1.基本参数（不同于下表格式的内容请单独说明）
①动态无功补偿装置基本参数
注：1.感性支路主要指TCR、MCR、SVG等支路，
2.若为SVG则在感性支路配置容量中注明SVG含几个支路，以及每个支路的感性-容性容量范围；
3.滤波支路H3、H5、H7分别指3次、5次、7次滤波支路。
②固定电容、电抗器基本参数
③其他类型无功补偿装置（如调压式补偿装置）基本参数。
（自行拟定格式填写）
中电投玛依塔斯风电场盖章
2012年02 月13 日
2.动态无功补偿装置控制策略及功能
中电投玛依塔斯风电场采用一台许继厂家生产的MCR型号动态无功补偿装置，装置具备（恒无功/恒电压/恒无功和恒电压/其他）恒无功和恒电压控制功能，目前采取的控制模式为（恒无功/恒电压/其他）恒电压。
（其他模式请详细说明），若为恒电压控制模式，则控制目标为（330/110/35/10/其他）kV 35kV 母线电压。
装置具备（手动/自动/手动及自动）手动及自动控制功能，各支路（能/不能）能实现自动投切。
（自动投切的控制策略请单独说明）
装置与接入同一升压站的其他动态无功补偿装置（具备/不具备）具备通讯接口，（能/不能）不能实现各台装置之间的综合协调控制，（具备/不具备）不具备与调度端AVC的接口。
风电场盖章
2012年月日
3.动态无功补偿装置保护定值（不同于下表格式的请单独说明）
①综保系统中动态无功补偿装置的保护设置（填写下表并附保护定
值清单）
②动态无功补偿装置本体保护设置（填写下表并附所有本体保护配置说明）
风电场盖章
2012年月日
4.测试结论（不同于下表格式的请单独说明，同时附完整的测试报
告及典型响应曲线，未开展测试的需说明原因及后续测试计划）
玛依塔斯风电场采用 1 台许继厂家生产的MSVC-20000/36.5 型号动态无功补偿装置，装置（已完成/未完成）已完成实测工作。
未完成实测工作的原因为。
计划于年月开展实测工作，目前进展为：（未开展/联系测试单位/签订合同/制定方案/正在开展测试）。
风电场盖章
2012年月日
动态无功补偿装置响应性能厂家说明
如图所示，电网发生的单相永久故障时，并网点电压将会在短时内连续两次跌落，假设首次事故前动态无功补偿装置全部支路均投运，请填写下表：
装置厂商盖章风电场盖章2012年月2012年月
提供详细资料
1、动态无功补偿装置出厂型式试验报告及产品说明书
2、动态无功补偿装置保护定值清单
3、动态无功补偿装置测试报告（含典型响应曲线）。