风电场并网的无功补偿.docx

风电场并网的无功补偿在风电场并网运行的状态下，结合我国现行《国家电网公司风电场接入电网技术规定》中所涉及到的相关要求来看，在对风电场并网进行无功补偿的过程当中，要求满足以下几个方面的基本条件：（1）对风电系统无功功率进行补偿的过程当中，要求其高压侧的功率因数能够控制在0.98单位以上；（2）要求所应用的无功补偿装置物攻输出具有动态平滑调节的能力，能够与风电场并网运行下的启停机、风速变化等特殊条件相适应，确保无功补偿能力的动态性与灵活性；（3）要求所应用的无功补偿装置能够实现对电能质量的灵活调节，避免出现闪变、电压波动等方面的问题；（4）要求所应用的无功补偿装置具有风电场并网电压暂态调节支撑能力，低压状态下维持性能良好本文即立足以上基本条件，对风电场并网无功补偿的相关问题展开综合分析与讨论1.无功补偿的基本工作原理分析当电网正常运行状态下，电压波形表现为正弦波状态时，且测定此状态下的电压相位与电流相位完全一致，则电阻性电气设备自电网运行系统中所获取的功率与电压参数以及电流参数均呈正比例相关关系，且功率的计算可以通过如下方式实现：P（运行功率）=U（电压参数）*I（电流参数）；而对于电动机、变压器装置等一类的电感性电气设备而言，在其实际运行的过程当中，除涉及到电压参数、电流参数对其功率产生的影响以外，由于其需要以磁场作为运行的载体支持，因此导致这部分电感性电气设备所消耗的能量无法实现面向有功功率的转化。

而通常，我们将这部分无法转化为有功功率的功率称之为无功功率，定义为Q在电感性电气设备的运行过程当中，一旦出现无功功率，则意味着电流相对于电压存在一定的滞后性，滞后形成的角度定义为α基于以上分析，在电网运行系统对变配电设备进行选择的过程当中，需要重点考量的因素为受到有功功率以及无功功率共同影响的视在功率视在功率的取值为：S（视在功率）=（P（有功功率）?+Q（无功功率）?）?；其中，对于无功功率的取值就应当为：Q（无功功率）=（S（视在功率）?-P（有功功率）?）1/2；同时，对于有功功率相对于视在功率比值对应的功率因素而言，定义其以cosα的方式表述，则其取值应当为：cosα（功率因数）=P（有功功率）/S（视在功率）；由此可知：在存在无功功率的情况下，整个电网正常运行状态下的电网负荷被明显的加重，由此使得电网运行损耗明显增大，需要通过就地补偿，就近补偿的方式加以解决2.风电场并网无功补偿实例分析本文所研究的大规模风电基地共涉及到12个风电场，总容量为1500MW，各风电场并网线路所对应的电压等级均表现为220kV，最长送电线路距离为190km，最短送电线路距离为20km，送电线路总长度为606km。

并网接入点为A电网送电通道上所接入的500kV变电站下属220kV母线线路整个风电场并网接入系统的基本结构示意图如图1所示不难看出，所涉及到的风电场电力均是以15条220kV电压等级的线路传递至并网点变电站所对应的220kV电压等级母线线路当中以上线路在实际运行状态下对应产生的充电功率共计125Mvar单位，同时会使得局部电网系统的电压水平呈现出比较明显的升高趋势在风电场并网零出力的状态下，各条输电线路所对应形成的充电功率均需要传递至500kV电压等级变电站运行系统当中，因此要求风电场通过增设感性无功装置的方式，对其功率进行合理的补偿值得注意的一点是：据近几年以来的统计资料数据显示：本地区风力发电机组的年均发电运行时间在2200h以内，满负荷状态运行的机率较低，实际出力多在额定出力的40%～50%范围之内从这一角度上来说，风电场并网下的线路绝大部分时间多是以轻载状态运行且所对应的输送功率≤自然功率由此会导致各个点位的电压数值升高在通过感性无功补偿装置对220kV线路充电功率进行补偿的过程当中，要求重点关注对以下几个方面问题的研究：1）在风电场并网发电机组零出力，且不采取任何无功补偿措施的状态台下，并网点AX站点所对应的220kV电压等级母线线路电压水平上升8.0kV，G发电厂电压上升17.8kV。

同时，AC站点面向AA站点所传输的充电功率单位为30Mvar，AB站点面向AA站点所传输的充电功率单位为31Mvar，AA站点面向并网点AX所传输的充电功率单位为104Mvar以上条件下，500kV系统所输入的充电无功功率共计115Mvar而在投入105Mvar无功补偿装置的情况下，并网点的电压水平下降，G场电压同样下降，面向500kV系统所输入的充电无功功率仅为0.1Mvar单位，基本可以视作无无功功率交换2）在风电场并网发电机组有功出力，且以50%为标准的情况下，要求面向整个并网机组通入79Mvar单位的容性无功补偿装置，以确保各个电网的电压水平能够维持在有效范围之内，降低其与系统之间的无功功率交换在风电场并网发电机组有功出力比值不断提高的情况下，要求通过投入容性无功补偿装置，增加其投入数量的方式，达到无功补偿的目的特别是对于AB→AA站点，AA→并网线路而言，由于其传输距离较长，导致无功损耗可能会受到输送潮流比重的影响而有所增加，因此需要投入大量的容性无功补偿装置3.结束语在异步发电机的正常运行过程当中，为了实现励磁，要求以电网为对象，吸收存在滞后属性的无功电流，达到激发励磁作业的目的。

而在吸收滞后励磁的反应过程当中，整个电网运行系统的功率因素不可避免会有所降低从这一角度上来说，为了能够在确保整个电力系统运行质量的前提条件下，最大限度的避免线路运行损耗持续扩大，就要求在风电场的并网环境状态下，对整个系统进行可靠的无功补偿，而无功补偿最主要的实施措施就在于：并联电容本文主要围绕风电场并网无功补偿的相关理论与实践问题展开了综合性的研究与分析，希望能够为后续实践工作的开展提供一定的参考与建议。