风力发电场无功控制

摘要

2006年，我国《可再生能源法》的颁布，对于已经发展了近4年的风电来说是一剂强心丸，我国风电的装机也是在这之后更加迅猛发展。而随着风电场的发展，风电场的电压、无功控制问题，尤其是风资源好的三北区域，当比例到一定程度后，因风电负荷的不确定性，出现瞬间降负荷时，风电场电网电压便会出现明显变化，对系统的稳定造成一定影响，因此风电机组的无功控制策略以及风电场的无功补偿方式和投切方法有较实际的应用。经济合理的运行方式不仅有利与风电场的经济运行，也有利于电网的稳定运行。本文主要就如何更好的结合电网公司对风电场电压、无功控制要求开展相关方面的研究和探讨，另外对目前普遍存在的购网电功率因数考核问题也展开分析，并举例探讨如何有效避免购网电的功率因数考核问题，同时，文中对一套特殊的大功率安保电源系统中无功补偿设备的影响做一个介绍，对于类似系统的作用具有一定参考意义。

关键词　风电场无功控制；无功补偿；购网电功率因数

目录

摘要 I

第1章 概论 2

1.1风力发电发展的状况和趋势 2

1.1.1发展的状况和问题 2

1.2电网对风电场接入系统的要求 2

1.3风电场并网对电力系统的影响 3

1.3.1 系统稳定性的影响 3

1.3.2 电能质量的影响 3

第2章 风电场无功补偿基本理论 4

2.1 风电场无功概述 4

2.1.1风电场无功补偿的作用 4

2.2 双馈风电场无功的特点 5

2.3 风电场无功补偿方法 5

2.3.1 投切电容器组 5

2.3.2 并联电抗器 6

2.3.3 静止无功补偿器SVC 7

2.3.4  SVG静止无功发生器 9

第3章 双馈风电机组的无功能力及其控制模式 12

3.1 发电机的工作状态及其有功无功分析 12

3.1.1  0<s<1,亚同步发电状态 12

3.1.2  s<0，超同步发电状态 12

3.1.3  s=0，同步运行状态 13

3.2 双馈风电机组的无功能力分析 14

3.2.1 双馈风电机组的无功能力分析 14

3.2.2 网侧变流器无功能力分析 16

3.3 传统的无功控制模式分析 16

3.3.1 单位功率因数模式 16

3.3.2 功率因数模式 16

3.3.3 电压控制模式 16

第4章 双馈风电场的无功功率控制要求 18

4.1 无功控制点的选取及无功配置 18

4.1.1 无功控制点的选取 18

4.1.2 双馈风电场的无功配置要求 18

4.2 SVG在风电场中的作用和影响 19

4.2.1 在风电场中采用SVG对电网的影响 19

4.2.2 SVG在风电场中的作用 20

4.2.3 仿真实例 20

4.3 大功率独立安保电源系统下风电场的无功问题实例 22

4.3.1 柴油机系统的组成 22

4.3.2 柴油机发电系统的启动方式 23

4.3.3 结论 24

4.4 风电场购网电的功率因数考核问题 24

4.4.1 购网电功率因数计算方法 24

4.4.2 风电场购网电功率因数偏低的原因分析 26

4.4.3 降低风电场购网电功率因数的方法 26

第5章 总结与展望 28

5.1 总结 28

5.2 展望 29

参考文献 30

致谢 31