由于我國(guó)陸上風(fēng)能資源主要集中于“三北”地區(qū)，因此對(duì)于位于電網(wǎng)末端的風(fēng)電基地，除了具有常規(guī)風(fēng)力發(fā)電的共性問題以外，還存在許多特殊的個(gè)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?jiǎn)栴}是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行關(guān)注的主要問題之一，需要采取措施對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無功電壓進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。

　　國(guó)內(nèi)即將出臺(tái)的風(fēng)電并網(wǎng)新國(guó)標(biāo)中，不僅要求風(fēng)電機(jī)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(guó)標(biāo)的頒布將促進(jìn)風(fēng)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(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電更大規(guī)模的平穩(wěn)消納。

　　早期的風(fēng)電機(jī)組主要采用異步發(fā)電機(jī)，它們不具備維持和調(diào)節(jié)機(jī)端電壓水平的能力，在運(yùn)行時(shí)還要從系統(tǒng)吸收無功功率。相應(yīng)地，風(fēng)電場(chǎng)需要裝設(shè)固定裝置進(jìn)行補(bǔ)償，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了SVC和STATCOM等動(dòng)態(tài)無功技術(shù)，風(fēng)電場(chǎng)就采取固定電容+動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的方式對(duì)無功進(jìn)行控制。

　　近年來，針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的電壓穩(wěn)定而進(jìn)行的無功補(bǔ)償問題，一直是電力企業(yè)和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)關(guān)心的熱點(diǎn)。在此背景下，國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)逐漸開展了對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無功控制技術(shù)的研究，包括風(fēng)電機(jī)組無功控制技術(shù)、風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償裝置、FACTS裝置協(xié)調(diào)控制等方面。

　　隨著風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電機(jī)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組和永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是主流的機(jī)型。風(fēng)電材料設(shè)備

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

　　為適應(yīng)不同場(chǎng)合的需要，適用風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償裝置已發(fā)展出多種類型，它們的所需成本不盡相同，對(duì)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(bǔ)償可用斷路器連接至電力系統(tǒng)的某些節(jié)點(diǎn)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(yùn)行經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、容量可任意選擇的特點(diǎn)。缺點(diǎn)一是因調(diào)節(jié)不平滑呈階梯性調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)運(yùn)行中無法實(shí)現(xiàn)最佳補(bǔ)償狀態(tài)二是投切響應(yīng)慢，不宜頻繁操作，因而不能進(jìn)行無功負(fù)荷的快速跟蹤補(bǔ)償。三是由于開關(guān)投切電容器是分級(jí)補(bǔ)償，不可避免出現(xiàn)過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償狀態(tài)。四是電壓下降時(shí)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(gè)至9個(gè)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(fù)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(shí)也對(duì)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(shí)，非但沒有改善電壓條件，反而會(huì)使之更加惡化，甚至引起電壓崩潰。

　三、靜止無功補(bǔ)償器。靜止無功補(bǔ)償器通常是由并聯(lián)電容器組(或?yàn)V波器)和一個(gè)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(fù)荷的無功波動(dòng)，進(jìn)行無功的實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從而維持電壓的穩(wěn)定。靜止補(bǔ)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(diǎn)上有很好的作用，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較中往往成為優(yōu)選方案。

　　四、靜止同步補(bǔ)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(yùn)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(gè)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行范圍寬、調(diào)節(jié)范圍廣、元件容量小、諧波含量小。

　　隨著風(fēng)電技術(shù)、電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，未來風(fēng)電場(chǎng)無功控制技術(shù)將以“閉環(huán)”控制為主，通過風(fēng)電機(jī)組、無功補(bǔ)償裝置以及電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無功的有效控制。

　　在產(chǎn)品應(yīng)用方面，GE風(fēng)能已經(jīng)研發(fā)出一種閉環(huán)風(fēng)電場(chǎng)電壓控制，稱之為“動(dòng)態(tài)無功控制”(WindVAR)。動(dòng)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(dòng)態(tài)無功控制的風(fēng)機(jī)，電壓的控制和調(diào)節(jié)都是通過安裝于風(fēng)機(jī)上的電力電子裝置來實(shí)現(xiàn)進(jìn)行的。

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