由于我國陸上風能資源主要集中于“三北”地區(qū)，因此對于位于電網(wǎng)末端的風電基地，除了具有常規(guī)風力發(fā)電的共性問題以外，還存在許多特殊的個性問題，包括系統(tǒng)穩(wěn)定、輸送能力、調(diào)頻調(diào)峰和電量消納等，其中無功電壓問題是風電場并網(wǎng)運行關(guān)注的主要問題之一，需要采取措施對風電場無功電壓進行有效調(diào)節(jié)。

　　國內(nèi)即將出臺的風電并網(wǎng)新國標中，不僅要求風電機組具有無功電壓調(diào)節(jié)能力，也要求具備低電壓穿越能力。新國標的頒布將促進風電相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)向更加電網(wǎng)友好型方向發(fā)展，實現(xiàn)對風電更大規(guī)模的平穩(wěn)消納。

　　早期的風電機組主要采用異步發(fā)電機，它們不具備維持和調(diào)節(jié)機端電壓水平的能力，在運行時還要從系統(tǒng)吸收無功功率。相應(yīng)地，風電場需要裝設(shè)固定裝置進行補償，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了SVC和STATCOM等動態(tài)無功技術(shù)，風電場就采取固定電容+動態(tài)無功補償裝置的方式對無功進行控制。

　　近年來，針對風電場的電壓穩(wěn)定而進行的無功補償問題，一直是電力企業(yè)和相關(guān)研究機構(gòu)關(guān)心的熱點。在此背景下，國內(nèi)科研機構(gòu)逐漸開展了對風電場無功控制技術(shù)的研究，包括風電機組無功控制技術(shù)、風電場無功補償裝置、FACTS裝置協(xié)調(diào)控制等方面。

　　隨著風電技術(shù)的發(fā)展，風電機組從原來的不具有無功控制能力發(fā)展到能夠輸出一定的無功。目前，雙饋式異步風力發(fā)電機組和永磁直驅(qū)風力發(fā)電機組是主流的機型。風電材料設(shè)備

　　雙饋式異步風力發(fā)電機組通過控制實現(xiàn)有功/無功的解耦，具備一定的動態(tài)調(diào)節(jié)無功輸出的能力；而永磁直驅(qū)風力發(fā)電機組由于通過全容量與電網(wǎng)連接，能夠靈活地對無功進行控制。這兩種風力發(fā)電機組都具備以恒電壓模式工作的能力，可以在一定程度上實現(xiàn)對無功和電壓的控制。

　　為適應(yīng)不同場合的需要，適用風電場的無功補償裝置已發(fā)展出多種類型，它們的所需成本不盡相同，對電網(wǎng)電壓的暫態(tài)特性影響也不一樣。

　　一、并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容補償可用斷路器連接至電力系統(tǒng)的某些節(jié)點上，并聯(lián)電容器只能向系統(tǒng)供給容性的無功功率，具有投資省，運行經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、容量可任意選擇的特點。缺點一是因調(diào)節(jié)不平滑呈階梯性調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)運行中無法實現(xiàn)最佳補償狀態(tài)二是投切響應(yīng)慢，不宜頻繁操作，因而不能進行無功負荷的快速跟蹤補償。三是由于開關(guān)投切電容器是分級補償，不可避免出現(xiàn)過補償和欠補償狀態(tài)。四是電壓下降時急劇下降，不利于電壓穩(wěn)定。

　　二、有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器(OLTC)不僅可以在有載情況下更改分接頭，而且調(diào)節(jié)范圍也較大，通�？捎�UN±3×2.5%或UN±4×2.0%，既有7個至9個分接頭可供選擇。因而，有載調(diào)壓器OLTC是電力系統(tǒng)中重要的電壓調(diào)壓手段，但變壓器不能作為無功電源，相反消耗電網(wǎng)中的無功功率，屬于無功負荷之一。

　　變壓器分接頭(抽頭)的調(diào)整不但改變了變壓器各側(cè)的電壓狀況，同時也對變壓器各側(cè)的無功功率的分布產(chǎn)生影響。在某些情況下，OLTC按其升降邏輯改變分接頭時，非但沒有改善電壓條件，反而會使之更加惡化，甚至引起電壓崩潰。

　三、靜止無功補償器。靜止無功補償器通常是由并聯(lián)電容器組(或濾波器)和一個可調(diào)節(jié)電感量的電感元件所組成，與并聯(lián)電容器的區(qū)別是能夠跟蹤電網(wǎng)或負荷的無功波動，進行無功的實時補償，從而維持電壓的穩(wěn)定。靜止補償器可以提高電壓穩(wěn)定極限值，裝設(shè)在系統(tǒng)中部節(jié)點上有很好的作用，在技術(shù)經(jīng)濟比較中往往成為優(yōu)選方案。

　　四、靜止同步補償器。其基本電路分為電壓型橋式電路、電流型橋式電路。由于運行效率的原因，迄今投入使用的大都采用電壓型橋式電路。具有5個優(yōu)點：調(diào)節(jié)速度快、運行范圍寬、調(diào)節(jié)范圍廣、元件容量小、諧波含量小。

　　隨著風電技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，未來風電場無功控制技術(shù)將以“閉環(huán)”控制為主，通過風電機組、無功補償裝置以及電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行，實現(xiàn)對風電場無功的有效控制。

　　在產(chǎn)品應(yīng)用方面，GE風能已經(jīng)研發(fā)出一種閉環(huán)風電場電壓控制，稱之為“動態(tài)無功控制”(WindVAR)。動態(tài)無功控制可以向電網(wǎng)提供無功并穩(wěn)定電壓。帶有動態(tài)無功控制的風機，電壓的控制和調(diào)節(jié)都是通過安裝于風機上的電力電子裝置來實現(xiàn)進行的。

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