常用的无功补偿的方法有哪些(基于风电并网稳定性的无功补偿方式选择与优化分析)

[摘要]通过综合分析对风电场不同无功补偿方式的运行特点，结合内蒙古，某风电场的实际发电情况，综合选择了一种适合该风电场的合理合适的无功补偿方式。从实际运行分析可以看出，整个电力系统中各部件的性能指标可以实现最佳的安全工作，最大化风电场的功率运行和经济效益，可供对其他同类型风电场借鉴[关键词]无功优化；风力发电；无功功率补偿；动态补偿

1众所周知，由于电源——的风的不确定性和不稳定性，风力发电机组的输出功率是波动的，在风力发电机组频繁的启动、停止和切换时，容易发生电压波动和闪变。同时，风电场设备中的电子设备也容易发生谐振，影响当地电网的电能质量，甚至引发风电运行事故。由于上述原因，我国风力发电机组的发展经历了多次大型风电场低压侧风机跳闸事故，造成了巨大的经济损失，也为我国风力发电机组的科学发展敲响了警钟。我们必须正视风力发电对对电网稳定性的影响，风力发电系统通常接入电网末端，这将改变配电网的潮流，改变流量，的方向和分布，并可能造成当地电网的电压波动、闪变和谐波污染。[1]随着越来越多的风力发电机在电网上运行，对电网对电能质量的要求越来越严格，优化风电电压稳定控制——无功功率控制成为电网公司和发电集团关注的焦点。无功控制优化是在满足电压稳定控制的前提下，使系统的一个或多个指标达到优化的运行方式。它是保证电网安全可靠运行、满足供电质量、降低线损、提高电网运行经济性的有效措施和必要手段。2风电无功补偿方式的选择21风电无功补偿的作用目前，风电系统中的无功补偿设备有两个主要功能：用于提高功率因数。风力发电系统中存在大量的感应装置，正常运行时需要通过容性无功元件对功率因数进行补偿。用于调节系统电压。目前，对至电线路的无功补偿装置调压是风力发电系统调压的主要方式，可以同时降低变压器和线路的损耗。据估计，中集，电线路和对风电系统的无功损耗为3% ~ 6%，对变压器的无功损耗为10% ~ 15%，系统的总无功需求为20% ~ 25%。[2]22常用的无功功率补偿方法国内风电场无功功率补偿主要有三种方法：一是利用电容分组等电容元件进行自动补偿；其次，基于静止无功发生器的动态无功补偿；最后，基于静止无功补偿器的静态无功补偿。221电容器组自动补偿风力发电系统的无功补偿主要由对，集中固定容量的静止电容器组进行调节，整套电容器投切。然而，风力发电系统功率因数和电压变化的主要原因是系统负荷的波动，固定电容器组不能根据实际系统无功需求、功率因数和系统电压变化随时调整对电力系统的无功补偿容量。[3]该自动补偿方法操作简单，运行成本低，维护方便，但对风电场电压波动不能及时调整。同时，对对电容器的分组有更高的要求，对开关上的电子元件的性能也更高，这在传统的无功控制中是很常见的。基于222静止无功发生器的动态无功补偿静止无功发生器通过变压器或电抗器将自投相桥电路与电网并联，可以随时调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅度。通过直接控制交流侧的电流，电路装置可以吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。[4]这种方式的补偿过程是将系统的交流电压整流成DC并保存在DC电容器中，然后通过逆变器将DC电压再次逆变成所需的交流电压，最后通过电抗器与电网相连。就服务特性而言，这

同时，该补偿方法输出电流谐波含量小，避免了系统谐振，具有良好的低压特性，是目前唯一具有低压穿越功能的补偿方法。223基于静止无功补偿器的静止无功补偿器是指使用快速动作电子开关(如晶闸管)代替机械开关的装置，主要用于调节无功功率。该装置不含机械传动部件，具有摄像机调节功能，是一种快速、平滑、可控的无功功率补偿装置。近年来，随着电力电子技术的发展，对谐波和无功功率装置的动态控制日益完善，相位控制技术、脉宽调制技术和四象限交流技术也得到很好的发展，为静态无功补偿装置的使用提供了一定的外部条件。这种补偿方法理论计算和实际应用都很理想，补偿效果好，响应速度快，但也存在输出谐波大、基波损耗高、占地面积大等缺点。224基于静止无功发生器的动态无功补偿综上所述，对无功补偿方式比较见表1和表2 3风力发电系统无功优化的目的是找出判断标准更直观、操作更可行、无功优化效果更显著的控制方案，调整无功潮流分布，保证无功平衡，从而有效提高系统电压稳定性，降低有功损耗。风电场电力系统无功优化主要是指在保证对3.1电力系统电压质量的前提下，通过无功补偿和改变变现的无功损耗来降低电力系统的无功补偿成本，以降低系统的电网运行方式的措施。风力发电电力系统的内部结构在人员配备、技术开发和资金周转方面面临巨大困难。由于主电网不稳定导致的停电和停电事故时有发生，对对的生产和生活也有一定的影响，主要原因在于风电系统无功功率消耗不稳定。随着国家电网公司对对，风电开发利用的高度重视，智能电网建设得到推进，电网电压稳定性不断提高，但仍存在一些问题。例如，在风电并网规模逐渐扩大的同时，轻负荷下电压会过高，甚至可能超过设备的最大容量；重负荷下电压相位对值低。上述情况在不同程度上影响了设备的安全运行。另外，电力系统中无功功率的不合理流动会增加线损，增加线损，提高供电系统的安全性和经济性。