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联合动态无功补偿装置在风电场中的应用研究.pdf 61页
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学校代号： 10731
兰州理工大学硕士学位论文
联合动态无功补偿装置在风电场
中的应用研究
CombinedReactivePower
Application
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C(pensationSy
B．E．(Lanzhou of
UniversityTechnology)2008
thesissubmittedin
satisfactionofthe
Requirements
Engineering
Automation
UniversityTechnology
Supervisor
June，2013
兰州理工大学
学位论文原创性声明
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得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其
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单项选择题风电场应综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量，且动态调节的响应时间不大于（）ms。风电场应确保场内无功补偿装置的动态部分自动调节，确保电容器、电抗器支路在紧急情况下能快速正确投切。
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A.《风电机组并网检测管理暂行办法》
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风电场常用无功补偿装置工作原理
第47卷第11期2011年11月甘肃水利水电技术
Gansu Water Conservancy and Hydropower Technology Vol．47，No．11Nov. ，2011
风电场无功补偿要求及常用无功补偿装置工作原理
（甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州
摘要：结合风力发电特点，通过对风电场的无功补偿要求、谐波治理的分析，阐述了当前常见的无功补偿装置型式，重点论述了目前风电设计中常用的两种动态无功补偿装置的基本组成及工作原理等。关键词：风力发电；无功补偿；要求；工作原理中图分类号：TM714.3１
近5a 来，世界风能市场每年都以40%的速度增长。预计未来20～25a 内，世界风能市场每年将递增25%。我国已经成为全球发展速度最快的风力发电市场，在实施能源可持续发展战略中日益得到国家的高度重视和大力扶持，成为国家鼓励发展的产业。然而，风电作为电源具有随机性和间歇性，大规模风电场接入电网将对电力系统安全稳定运行、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。
从最近甘肃酒泉、河北张家口等地的大规模风机脱网问题的分析来看，风电场的无功补偿对风电场的正常运行、电力系统的安全稳定以及电能质量的提高有着至关重要的影响。为此，本文通过对风力发电特点的论述，引申论述风电场的无功补偿要求，说明了目前风电设计中常用的动态无功补偿装置的类型及其基本原理。２
风力发电的运行特点
风电机组的原动力来源于流经风力机的风能，而风速和风向具有随机变动的自然特性，因此风电机组的电能输出也是随机变动的，风力发电出力的短周期变动较为显著；另外，由风能的随机性也决定了风力发电不受控的特点。
风力发电的随机性和不受控性使得大规模风电机组的并网给电力系统带来母线电压越限、电网电压波动和闪变等一系列问题。并网风电场引起系统电压变动的原因主要有两个：一是由风电机组投切引起的系统电压的变化；风电场退出运行时，系统由于突然失去大量无功注入可能存在电压崩溃的危险；此外，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，切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，严重时也将导致系统电压失稳；二是在正常运行时，随机变动的风能导致的功率变化会使系统的电压和频率产生很大的波动，严重时可能导致系统失去稳定。
谐波问题是风电并网引起的另外一个电能质量问题。谐带有整波源一般为非线性负荷，风电场的谐波源有整流器、收稿日期：作者简介：冯
文献标识码：B 文章编号：（8-03
流环节的变频器、大量带有开关器件的设备以及部分补偿装置等；谐波电流大小与输出功率基本呈线性关系，风电场的谐波电流大小与风速大小有关。大量谐波电流会对风电场本身及电网设备造成较严重的谐波污染，带来了运行隐患，威胁电网的安全稳定运行。３
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35kV 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。为解决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。目前，风电场主要采用双馈型和永磁直驱型风电机组，绝大多数风电场的风电机组功率因数设定为1，虽然提出了风电场的机组必须采用恒压或恒功率因数控制方式，从而释放机组的无功容量的要求，但预计机组难以满足无功控制的要求。由于风电机组无功出力自动调整能力不足，且风电有功出力预测预报精度不高，电压波动幅度及时刻也难以准确预测，因此，固定无功补偿装置已不能满足风电场的运行要求，必须采用使用静止型动态无功补偿装置（SVC 、SVG ）调节风电场的无功。
国家电网公司对风电场动态无功补偿装置的要求是：风电场要综合考虑各种发电出力水平和接入系统各种运行工况下的稳态、暂态、动态过程，配置足够的动态无功补偿容量，且动态响应时间不大于30ms 。风电场要确保场内无功补偿装置的动态部分自动调节，确保电容器、电抗器支路在紧急情况下能被自动投切。同时装置能满足谐波治理要求。
涛（1978-），男，甘肃会宁县人，助理工程师，主要从事水电站、风电场电气设计。
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风电场无功补偿要求及常用无功补偿装置工作原理_专业资料。结合风力发电特点,通过对风电场的无功补偿要求、谐波治理的分析,阐述了当前常见的无功补偿装置型式,重点论述了...风电场无功补偿装置介绍_电力/水利_工程科技_专业资料。许继集团 许继电源有限公司...SVC 也属于第二代无功补偿装置, 其基本原理是调节晶闸管的触发角度来调节串联...介绍了几种无功补偿装置,并对目前常用的TSC、 SVC和SVG补偿原理及 装置进行了分析和比较, 总结出了它们的优缺点及未来发展方向。 关键词:风力发电 静止无功补偿...50 3/2009 电磁污染与电能质量控制 几种常见无功补偿装置的基本原理及其仿真陈志博(株洲变流技术国家工程研究中心有限公司, 湖南 株洲 412001) 摘要:总结了几种...科 风电场两种无功补偿装置的分析与比较王春虎 1 (1、 黑龙江省电力有限公司电力调度通信中心, 黑龙江 哈尔滨 、 哈尔滨电力职业技术学院, 黑龙江 哈尔滨 ...风电场动态无功补偿装置响应速度检测方法研究_电力/水利_工程科技_专业资料。文章...jBV & I ts 为静补装置电流; 1.2 SVG 基本原理 SVG 是基于瞬时无功功率的...风力发电机组常用几种无功补偿装置分析_工学_高等教育_教育专区。无功补偿(SVG)...介绍了几种无功补偿装工,井畸目前常用的TSC.SVC和sVG补偿原理夏 装量进行了...一般选择在风电场出力(30%负荷以下)较小时 进行;在进行电压阶跃和电容器投切试验前,把电压调节至合理的范 围。 3、试验测试过程中,无功补偿装置正常运行,无须...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、SVG 的基本原理静止无功发生器(Static Var ...2015 DOI:10.14044/j..pcrpc. 风电场无功补偿装置选型...统各种运行工况下的稳定 、 暂态 、 动态过程 , 配置足 够的动态无功补偿容量...热门关键词：
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山东电科院完成风电场无功补偿装置涉网测试
&& 11:10:47&&&&
:日前，山东省电力科学研究院圆满完成平度华润动态装置涉网性能试验。这是山东首次开展风电场无功补偿装置性能测试。由于管理和技术标准的缺失，目前风电场招标采购的动态无功补偿装置存在生产厂家技术水平、生产能力、质量控制标准和产品性能的差异带来的运行等问题。为保证动态无功补偿装置的运行可靠性和技术性能，需要事前把关，对入网的风电场动态无功补偿装置提出入网检测的要求。风电场无功补偿装置性能测试就是对风电场无功补偿装置的最大输出容量、动态响应时间、谐波控制能力等方面进行测试。山东省电科院是山东省唯一具有并网检测资质的机构，已与山东省内64个风电场及4个光伏电站签订了并网测试合同。该试验是山东省电科院继电能质量、低电压穿越抽检等测试之后开展的又一项新能源领域的技术服务工作，将为山东电网风电场无功电压控制能力提升提供可靠依据。
来自：新华网山东频道 宋超 张劲
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