FACTS装置在风电场中的无功补偿原理与仿真
风电场无功补偿方法研究
风电场无功补偿方法研究摘要：随着风电技术的日益成熟，风力发电凭借其独有的优势，成为非化石燃料发电的重要来源。
目前在风电接入电力系统方面，国内外学者进行了大量的探索和研究，并取得了诸多研究成果，但仍然存在着一些问题，如随着风电场规模的逐步扩大和风电容量在电网中的比例的逐渐增加，风电并网运行给区域电网所带来的影响逐渐暴露出来。
作为新能源的重要组成部分，风能是一种可再生且无污染的能源，对风能的开发和利用得到了世界各国越来越多的关注和重视，与风电相关的技术和产业正在迅猛发展。
文章分析了风电场中的无功补偿技术，总结了风电场无功补偿的特点，对无功补偿的方式进行了比较，提出了风电场中无功补偿的要点。
关键词：风电场，无功补偿，补偿要点一．国内风力发电发展概况我国是一个人口众多，资源相对不足的国家，能源利用方面结构又极不合理。
有数据显示，截止到2008 年，尽管我国发电总装机容量达到7．92 亿千瓦，位居世界第二。
但其中以煤为主的火电机组占比高达80％，电源结构不合理[8]。
同时，由于我国正处在工业化和城镇化加快发展的阶段，能源消耗较高，消费规模不断扩大，特别是目前我们的经济增长方式还是高投入、高消耗、高污染的粗放型，这就加剧了能源的供求矛盾和对环境的污染。
如 2008 年我国的石油对外依存度已达49．8％，我国二氧化硫排放量已居世界第一，二氧化碳排放量为世界第二，能源安全和环境问题正成为制约经济和社会发展的重要瓶颈。
有关专家也已指出，随着我国工业化进程的继续深入，经济发展面临的能源、环境压力将会更大，加快发展替代能源已成为当务之急。
由此可见，能源问题已经成为制约经济和社会发展的重要因素，要解决我国的能源问题，一个最好的出路就是发展新的清洁的可再生能源，其中合理的开发和利用风能成为解决问题的一种最有效的方法。
国家发改委能源研究所原所长周风起认为：“风电是目前最具有竞争力、最可能实现商业化的可再生能源品种。
太阳能目前还太贵，生物质能的产业化还很落后。
无功补偿装置的工作原理与结构
无功补偿装置的工作原理与结构无功补偿装置是一种重要的电力设备，用于提高电网的功率因数，减少无功功率的损耗。
它在工业生产、电力系统中发挥着重要的作用。
本文将介绍无功补偿装置的工作原理和结构，以便读者更好地理解和应用。
一、工作原理：无功补偿装置的工作原理基于功率因数的概念和相位关系。
功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值，通常用cosφ表示。
在电力系统中，发电机产生的功率可以分为有功功率和无功功率。
有功功率用来做实际的功率输出，而无功功率则是电能在传输和分配过程中的无效功率。
无功补偿装置通过将无功功率与有功功率的相位差调整到最小，从而减少无功功率的损耗。
它采用电容器或电感器进行补偿，根据电力系统的需求，在适当的时候引入或消除电容器或电感器，使得电压和电流的相位一致，功率因数接近1，达到无功补偿的效果。
无功补偿装置通常由控制器、电容器或电感器、断路器等组成。
控制器通过监测电流和电压的波形，实时判断无功功率和功率因数的大小，根据设定值控制电容器或电感器的引入或消除。
断路器用于保护电容器或电感器，防止过电流和短路等故障。
二、结构及组成部分：无功补偿装置的结构通常分为静态型和动态型两种。
静态型无功补偿装置主要由电容器组成。
电容器由多个电容单元串联或并联而成，具有较大的容量。
一般采用铝电解电容器或聚丙烯薄膜电容器，具有容量大、体积小、功耗低等优点。
静态型无功补偿装置在电力系统中安装方便，故障率低，适用于中小型电力负载。
动态型无功补偿装置主要由控制器、开关装置和电感器组成。
控制器负责监测和控制整个系统的运行。
开关装置用于控制电感器的引入和消除。
电感器由多个线圈组成，可以根据电力系统的需求来调整无功功率的补偿量。
三、应用场景：无功补偿装置广泛应用于电力系统、工矿企业以及特定负载场景中。
在电力系统中，无功补偿装置可以提高电压稳定性，减少线路损耗，降低电力设备的负荷率。
在工矿企业中，无功补偿装置可以提高设备的效率，减少电能损耗，节约能源。
《风电场课件》风电场无功补偿
针对风电场的无功需求分析结果，我们需 要选择合适的无功补偿方案进行实施。
3 无功补偿设备的安装和调试
4 无功补偿效果的评估
风电场无功补偿设备的安装和调试是实施 无功补偿的重要任务之一。
实施无功补偿后，如何评估其补偿效果？ 我们来一起看看。
无功补偿效果的评估方法
功率计的使用
功率计在实施无功补偿效果评 估中扮演着重要的角色，使用 方法要注意哪些细节？
数据统计和分析
在测量数据获得后，如何进行 数据的统计和分析？让我们来 了解。
绘制曲线图
绘制无功补偿效果曲线图可以 直观地反映出补偿效果，下面 我们具体来看看绘制方法。
风电场无功补偿案例分享
年份 2018 2019 2020 2021
无功电压降幅度 4.8% 6.2% 8.3% 7.9%
节约电能（度） 6574 8722 10985 9984
延长设备使用寿命
无功补偿可以降低电力系统的损耗，从而延 长风电场设备的使用寿命。
节约能源
风能是一种宝贵的资源，通过无功补偿技术 的应用，可以大大节约能源的消耗。
提高电力系统品质
无功补偿可以提高电力系统的品质，避免系 统负载严重不平衡。
风电场无功补偿的技术方案
1
静止无功补偿方案
什么是静止无功补偿？静止无功补偿方案有哪些优缺点？请听下文详细介绍。
本节将为大家分享实际的风电场无功补偿案例，通过数据的直观展示，让大家了解风电场无功补偿的实 际效果表现。
2
动态无功补偿方案
相比静止无功补偿，动态无功补偿方案的优势在哪里？欢迎听老师详细讲解。
3
混合无功补偿方案
混合无功补偿是如何结合静止和动态无功补偿方案而成的？请听下文详细剖析。
电力系统无功补偿装置(SVG)及仿真控制研究
太原理工大学硕士研究生学位论文
APPLICATION OF POWER SYSTEM COMPENSATING DEVICE (SVG) AND ITS SIMULATION
ABSTRACT
Static power system compensating device (SVG) was a kind of flexible AC transmission system (FACTS) equipment. This device was used to dynamically compensate electrical power system reactive power and absorb the capacitance reactive power and inductance reactive power. As a result, it became ideal reactive power compensation equipment on AC transmission system comparatively. The development and the present situation of flexibility AC transmission system (FACTS) equipment were introduced at first，also a special software PSCAD on electrical power system simulation was recommended. Secondly, it was the principle and the control method of Static Var Generator (SVG) that used as the basis for designing the SVG simulate circuit model working on electrical power system simulation software platform PSCAD. And then the mathematical model was analyzed. With the help of this model, many kinds of simulation possibility working condition were established, and the discussion about the feasibility of the control theory and reliability of parameters was carried on. Simultaneously, several kinds of main reactive power examination and control methods were also introduced. Finally, the digital PI controller in the closed-loop system application based on its simulation and control were in detail introduced.
无功补偿装置的原理及应用
无功补偿装置的原理及应用1. 引言无功补偿装置是电力系统中常用的一种设备，用于调整电力系统中的无功功率，改善系统的功率因数。
本文将介绍无功补偿装置的原理及其应用。
2. 无功功率及其影响无功功率是电力系统中除了有用功率之外的另一种功率。
它不直接执行功绩，却在电力系统中发挥着重要的作用。
无功功率可以分为容性无功功率和感性无功功率。
容性无功功率表示电压超前电流，对应电容器的无功功率，而感性无功功率表示电压滞后电流，对应电感器的无功功率。
无功功率的存在会造成电力系统电压下降、设备过载、损耗增加等问题，因此需要采取措施进行补偿。
3. 无功补偿装置的原理3.1 电容器补偿原理电容器是常用的无功补偿装置。
它根据电容器的特性，在电力系统中接入适当的位置，通过供给感性电流来补偿电感器产生的感性无功功率。
由于电容器本身具有负的感性无功功率，因此能够有效地抵消感性无功功率，提高功率因数。
电容器补偿的原理简单，成本低廉，广泛应用于电力系统中。
3.2 电感器补偿原理电感器也是常用的无功补偿装置。
它根据电感器的特性，在电力系统中接入适当的位置，通过供给容性电流来补偿电容器产生的容性无功功率。
电感器通过感性电流的引入，能够抵消容性无功功率，提高功率因数。
电感器补偿的原理相对电容器较为复杂，成本也较高，主要应用在对容性负载较多的电力系统中。
4. 无功补偿装置的应用4.1 工业电力系统在工业电力系统中，由于负载种类繁多，功率因数普遍较低，因此无功补偿装置的应用十分重要。
工业电力系统中常用的无功补偿装置有定容电容器、可调容电容器和电抗器。
通过合理地选择和配置这些装置，可以有效地改善功率因数，降低无功功率损耗，提高系统的能效。
4.2 电力发电系统在电力发电系统中，无功补偿装置的应用主要是为了维持系统的电压稳定。
当电力系统的无功功率不平衡时，电压会出现波动，影响系统的稳定性。
通过引入适当的无功补偿装置，可以实现对系统的无功功率进行有效调节，确保系统的电压稳定在合理范围内。
FACTS新装置用于电力系统潮流分析
FACTS新装置用于电力系统潮流分析FACTS新装置用于电力系统潮流分析随着工业的发展，电力系统的重要性日益突出。
而对于电力系统的潮流分析，相信大家都有所了解。
电力系统潮流分析是电力系统中一种重要的运算方法。
它研究电力系统中电量的分配规律，计算各电力设备的参数，包括电流、电压、功率等等。
FACTS新装置是近年来应用于潮流分析的新型设备。
接下来，我们将详细介绍FACTS新装置及其在电力系统潮流分析中的作用。
一、FACTS新装置的概念及分类FACTS全称为灵活交流输电系统（Flexible Alternating Current Transmission Systems），是一种用于调节电力输电过程中的电压和潮流的控制系统。
FACTS新装置通过调节输电线路的阻抗，来改变输电线路的电阻、电感与电容等参数，从而控制电力系统中的潮流和电压的分布。
其目的是调节电力系统中的潮流和电压，提升电力系统的运行效率和可靠性。
FACTS新装置通常分为四大类：静态无功补偿（STATCOM）、静态同步补偿（SSSC）、灵活交流输电系统（FACTS Controller）和灵活交流输电系统（UPFC）。
其中，静态无功补偿和静态同步补偿主要负责干扰低频的电压波动。
灵活交流输电系统（FACTS Controller）和灵活交流输电系统（UPFC）则用于提高电力系统的从容性、降低线路的损耗和提高输电能力。
二、FACTS新装置在电力系统中的作用FACTS新装置在电力系统中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 控制输电系统中的电压和潮流FACTS新装置的主要作用是调节输电线路的阻抗，从而控制电力系统中的潮流和电压的分布，提升电力系统的运行效率和可靠性。
2. 降低线路的损耗使用FACTS新装置能够降低电力系统中的损耗，并减少输电线路的电阻和电容的耗能。
这样可以降低输电损耗，提高电力系统的经济性。
3. 提高电力系统的稳定性和安全性使用FACTS新装置能够提高电力系统的稳定性和安全性，避免电力系统中的过电流和过电压等风险。
风电场无功补偿装置介绍
一、风电场无功补偿装置介绍风力发电系统的特点决定风电场必须需要加装无功补偿装置，目前常用的无功补偿装置主要有磁控式电抗器MCR、静止无功补偿器SVC、静止同步补偿器STATCOM。
三种补偿装置的基本功能相似，但其在技术原理、性能指标、实施效果上有较大区别。
MCR属于第二代无功补偿装置，其基本原理是调节磁控电抗器的磁通来调节其输出无功电流，仅采用少量的晶闸管器件。
其优点是：由于仅采用少量的晶闸管，其成本相对较低；关键器件为磁控电抗器，可直挂35kV电网。
其缺点是：响应速度较慢（通常为秒级），输出谐波含量较大且波动范围较大，实际损耗较大（一般大于2%）。
MCR产品在国内出现于上世纪90年代，由于其电抗器制造难度较大、损耗大等缺点，在国内没有得到大规模的推广。
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电抗器的输出感性无功电流，其输出的容性无功电流需要通过并联电容器来解决。
其优点是：技术稍先进，因采用晶闸管器件（半控型器件），响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，具有较强的动态无功补偿的能力。
其缺点是：需要采用大量的晶闸管元件，成本较高；谐波含量大且波动范围大，因此需要加装不同次的滤波装置，易与系统发生谐振造成电容器爆炸或电抗器烧毁事件，大量应用易造成系统不稳定；占地面积大，施工周期较长。
STATCOM属于国际上最新的第三代无功补偿装置，其基本原理是以电压型逆变器为核心的一个电压、相位和幅值均可调的三相交流电源，可发出感性或容性无功功率。
其优点是：技术先进，因采用IGBT件（全控型器件）响应速度较快，能够迅速连续调节系统无功功率，能够抑制电压波动和闪变；对系统电压跌落不敏感，可在低电压下稳定运行，具有较强定的低电压穿越能力；谐波含量很小，且不与系统发生谐振，不需要加装滤波装置；占地面积小且施工周期短；运行损耗小（1%左右）。
其缺点是：需要采用大量的IGBT元件（其价格高于晶闸管），成本较高。
电力系统中的灵活交流输电系统(FACTS)技术研究
电力系统中的灵活交流输电系统(FACTS)技术研究电力系统中的灵活交流输电系统（FACTS）技术研究I. 引言1.1 背景和意义随着电力需求的不断增长，电力系统的可靠性和稳定性越来越受到关注。
然而，传统的交流输电系统存在一些限制，如潮流控制、电压稳定性和主动防御能力较弱等问题。
灵活交流输电系统（FACTS）技术应运而生，它可以有效地解决这些问题，并提高电力系统的运行效率和稳定性。
1.2 FACTS技术的概述灵活交流输电系统（FACTS）技术是一种通过控制电力系统的电气参数来改善系统性能的先进技术。
它包括多种设备和技术，如静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）和静止串联补偿器（SSSC）等。
FACTS技术可以用于电力输电线路、变电站和系统控制等方面，以提高输电能力、减少线路损耗、提高电压稳定性等。
II. FACTS技术的原理与分类2.1 FACTS技术的基本原理FACTS技术的基本原理是通过在电力系统中插入可控元件来改变系统的电气参数。
通过控制这些电气参数，可以实现潮流控制、电压稳定性和阻尼振荡等目标。
这些可控元件可以包括变压器、电容器、电感器和功率电子设备等。
2.2 FACTS技术的分类根据其应用范围和控制电气参数的不同，FACTS技术可以分为多个类型。
常见的FACTS技术包括静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）、静止串联补偿器（SSSC）和柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System，简称FACTS）等。
每种技术都有其独特的特点和适用环境。
III. FACTS技术的应用与效果3.1 FACTS技术在电力输电线路中的应用通过在电力输电线路中应用FACTS技术，可以实现对潮流的灵活控制，从而提高线路的可用输电能力和稳定性。
SVC和STATCOM等技术可以通过调整电压和电流来控制潮流的分布和方向。
3.2 FACTS技术在变电站中的应用在变电站中，FACTS技术可以通过控制电压和电流等参数来改善电力系统的稳定性和电压质量。
《风电场课件》风电场无功补偿
风电场无功补偿的案例分析
风电场无功补偿的效果评估
效果一
提高电网稳定性。无功补偿装置能够实时补偿风电场产生的无功功率，减少电压波动，提高电网的稳定性。
效果二
降低线路损耗。通过合理配置无功补偿装置，能够减少输电线路中的无功电流，从而降低线路损耗，提高输电效率。
效果三
提升风电场发电量。无功补偿装置能够改善风力发电机组的功率因数，提高风能利用率，进而提升风电场的发电量。
《风电场课件》风电场无功补偿
CATALOGUE
目录
风电场无功补偿概述 风电场无功补偿的设备 风电场无功补偿的应用 风电场无功补偿的优化策略 风电场无功补偿的问题与解决方案
01
风电场无功补偿概述
风电场无功补偿是指在风电场中通过配置无功补偿装置，对风电场的无功功率进行补偿，以提高风电场的功率因数和稳定性。
无功补偿装置的安装
03
风电场无功补偿的应用
某大型风电场在并网运行过程中，由于风力发电机组产生的无功功率波动，导致电网电压波动较大。通过安装无功补偿装置，有效平抑了电压波动，提高了电网稳定性。
案例一
某海上风电场在建设过程中，由于地理位置特殊，输电线路较长，导致电能损耗较大。通过采用无功补偿技术，减少了线路损耗，提高了输电效率。
根据风电场的规模和特性选择合适的无功补偿装置，对于大型风电场，建议选择动态无功补偿装置，以保证电网的稳定运行。
确定无功补偿装置的安装位置
应在靠近无功缺额最大的地方安装补偿装置，以最大限度地减少线路的无功传输。
安装过程中的注意事项
应确保安装过程符合相关标准和规范，同时要考虑到设备的散热、防震、防尘等因素。
集中补偿
在风电机组中配置无功补偿装置，如APF或SVG，对单台风电机组进行无功补偿，提高机组的功率因数和稳定性。
试析输变电FACTS技术在无功补偿及谐波治理中的应用
试析输变电FACTS技术在无功补偿及谐波治理中的应用近年来，上海输变电系统结构越来越显现出高密度受端电网性质，并且已有多路直流输电接入上海电网，柔性输变电系统（FACTS）也得到越来越广泛的应用，作为其重要组成部分的动态无功补偿及有源滤波已被列为“九五”国家重点产品、国家电网公司21世纪前沿技术，其在输变电系统的应用，能消除系统中的背景谐波电压、谐波电流污染，彻底改善功率因素。
标签：动态无功；谐波治理；无源滤波；有源滤波；PWM脉冲逆变器随着现代社会正从以制造为主的生产模式向信息社会的发展，负荷的种类也呈现多样化，且越来越具有非线性特征，同时超高压直流输电进入上海，城市架空电线大范围入地改为电缆，使得输变电系统对地电容不断增加，导致产生了大量无功电流和存在谐波电流放大的危险，输变电系统电能质量有劣化趋势。
但供用电设备对电能质量的敏感程度却越来越高，能源生产、输送以及客户对电能质量的要求正日益提高，因此打造精品坚强电网，仅以基波电压稳定已远远不能满足电能质量的要求。
柔性交流输变电系统（FACTS）通过为电网提供相位与频率可控的功率而给输变电系统带来了一次革命。
传统无功补偿方法只在负荷恒定时才能取得效果，但是对于整个输变电系统，负荷是随时变化的，无功电流也是变化的，固定投切的电容器和电抗器无法解决这一问题，所以电容器和电抗器在输变电系统是分组投切的。
上述方法普遍存在欠补偿和过补偿问题及切除过程的震荡问题，还可能在系统中产生谐振现象。
对于谐波污染问题，曾发生多起输变电系统背景谐波电压严重超标以及城市居民家用电器因谐波无法正常使用和损坏的事件，上海输变电系统存在着密集的直流落地点，存在着城市大面积的电缆线路，同时存在多条高速铁路和轨道交通形成的非线性负荷，还有基于电力电子技术的变频空调集中使用，以及即将展开的大功率混合动力汽车的集中充电，使得整个谐波污染形势趋于严重。
传统的谐波治理方法只是由电感和电容组成针对某一频率的谐波的无源滤波器来消除谐波，但是若负荷电流包含丰富的谐波成分，则针对不同频率的谐波需设置相应的谐振参数，这将增加系统的复杂性，降低可靠性。
浅析无功补偿装置在风力发电场的应用
浅析无功补偿装置在风力发电场的应用肖世华华电(福清)风电有限公司摘要：随着科技的发展，人类利用风能的规模在不断扩大，但是，风能的利用仍然存在一些问题。
间歇性和随机性是风能的两个显著特点，这样就会导致风电场发电随着风速的大小而变化，其有功功率也会随着风速产生变化，使电压不能够恒定。
对于风电场并网运行的电能质量问题，可以通过无功功率补偿的方式来解决。
本文针对无功补偿装置在风力发电场应用分析以及相关的技术改造，希望能够有效促进我国资源的节约以及经济的可持续发展。
关键词：无功补偿装置；风电场；应用1、无功补偿装置型式简介目前风电场现运行的无功补偿方式大致分为 3类：1)集合式并联电容器组。
集合式并联电容器组一般由电容器、串联电抗器、避雷器、断路器、放电线圈及相应的控制保护仪表装置组成，简称 FC，FC只能产生容性无功；2)静 止无功补偿装置 (static var compensator，SVC)。
SVC 可实现平滑动态补偿，补充进电网的无功电流是按照电网无功需求的变化而变化的，分为晶闸管控制电抗器 SVC 和磁控电抗器 SVC，SVC 可根据需要产生容性无功和感性无功。
3)静止无功发生器(static var generation，SVG)。
SVG 相当于 1 个可以产生超前电流 90°或滞后电流90°的逆变器，同时，它带有自整流充电能力。
SVG的工作原理是从三相电网上取得电压向 1 个直流电容充电，再将直流电压逆变成交流电压送回电网。
如果产生的电压大于系统电压，那么变压器上流过的电流超前电压 90°，使电网带上电容性负荷，或者说 SVG 供应无功； 如果产生的电压小于系统电压，流过变压器的电流滞后电压 90°，使 SVG 成为电感性负载，或者说 SVG 吸收无功。
这样，按需要调节发生器的电压就可以得到适宜的无功输出。
故 SVG 可以在感性和容性间快速连续调整。
无功补偿在风力发电系统中的应用
无功补偿在风力发电系统中的应用无功补偿（Power Factor Compensation）是指在电力系统中通过控制电容器或电感器的投入和退出，以提高系统的功率因数，减少无功功率的流动。
在风力发电系统中，无功补偿的应用对于优化发电效率和提高系统稳定性至关重要。
一、无功补偿的原理和作用无功补偿是为了解决电力系统中由负载引起的无功功率流动过大的问题。
当电力负载具有感性（电感）特性时，会产生无功功率的流动，降低系统的功率因数。
无功补偿通过投入电容器来补偿感性功率，提高功率因数。
在风力发电系统中，风机叶片的旋转会产生感性负载，导致无功功率的流动。
为了确保系统的稳定运行和最大限度地利用风能，必须应用无功补偿技术来平衡感性功率并提高发电效率。
二、无功补偿的应用技术在风力发电系统中，常见的无功补偿技术主要包括静态无功补偿器（SVC）和STATCOM（Static Synchronous Compensator）。
1. 静态无功补偿器（SVC）：静态无功补偿器是一种通过控制电容器和电感器的投入和退出来实现无功补偿的设备。
它可以根据系统的功率因数和电压来自动调节无功功率的流动，从而提高系统的稳定性。
2. STATCOM：STATCOM是一种静态同步补偿装置，它通过控制功率半导体器件的工作方式来实现无功功率的补偿。
它可以快速响应并提供连续的无功功率调节，从而有效地保持系统电压稳定。
三、无功补偿在风力发电系统中的优势无功补偿在风力发电系统中具有以下优势：1. 提高发电效率：风力发电系统中的无功功率流动会降低整个系统的发电效率。
通过应用无功补偿技术，可以平衡感性功率，减少无功功率的流动，从而提高发电效率。
2. 保护设备：无功补偿可以减少电力系统中的无功功率流动，降低电网中的谐波干扰，保护各种设备免受电压波动和电流波动的影响。
3. 提高电网稳定性：风力发电系统作为分布式电源，对电网的稳定性有很大影响。
通过应用无功补偿技术，可以平衡感性功率，提高系统的功率因数，增强电网的稳定性。
无功补偿技术在风力发电系统中的应用
无功补偿技术在风力发电系统中的应用随着可再生能源的快速发展，风力发电系统也越来越受到重视。
然而，在风力发电系统中，无功功率的产生给电力系统带来了一系列的问题，如电压波动、功率因数低等。
为解决这些问题，无功补偿技术被广泛应用于风力发电系统中。
一、无功补偿技术的基本原理及作用无功补偿技术是通过连接静态无功补偿装置，将无功功率进行补偿，从而改善电网的功率因数和电压质量。
在风力发电系统中，无功补偿技术的应用能够实现以下几个方面的作用：1. 提高电网的电压稳定性：风力发电系统中，由于天气和负荷的变化，风力发电机组可能会引起电网电压的波动。
通过无功补偿技术，可以调节系统的无功功率，稳定电网的电压，保证电网的正常运行。
2. 改善电网的功率因数：风力发电系统中，由于发电设备的电感性质，会产生无功功率。
使用无功补偿技术可以将这部分无功功率进行补偿，提高系统的功率因数，减少无功功率在输电过程中的损耗。
3. 降低电网的运行成本：风力发电系统中，无功补偿技术可以减少电网的传输损耗，提高电能的利用率，降低电网的运行成本。
二、无功补偿技术在风力发电系统中的具体应用1. 静态无功补偿装置（SVC）：静态无功补偿装置是一种常用的无功补偿技术，通过快速调整电容器的容量，能够实时补偿发电系统中的无功功率，提高电网的功率因数和电压稳定性。
2. 静态同步补偿装置（STATCOM）：静态同步补偿装置通过电子晶体管控制电路实现无功功率的补偿。
与传统的静态无功补偿装置相比，STATCOM的响应速度更快，能够更精确地控制无功功率的补偿。
在风力发电系统中，STATCOM的应用可以更好地适应风力发电机组功率的波动。
3. 无功发生器：无功发生器是一种能够实时产生或吸收无功功率的设备。
在风力发电系统中，无功发生器可以根据电网的需求，主动地提供或吸收无功功率，实现电网功率因数的调整。
三、无功补偿技术在风力发电系统中的效果评估无功补偿技术的应用是否有效，需要进行效果评估。
风电场无功补偿策略研究和仿真分析
风电场无功补偿策略研究和仿真分析摘要：风电场变化的无功功率将会给风电机组、箱变以及主变和输电线路带来无功损耗，引起电网波动，从而引起风机脱网事故，给电网安稳运行带来了巨大影响。
研究风场无功补偿策略，防止全场停电频繁出现已成为一项重要的课题。
本文主要对SVC和SVG两种典型无功补偿策略进行研究，结合某一风场实际，通过对箱变、线路、主变的分析，定量的计算出无功补偿所需的容量。
然后进行仿真验证，对比SVC和SVG两种策略的优劣，得到最有效的策略。
关键词：风电场；无功补偿；SVC；SVG；仿真分析引言风电与火电比，有着很多优点，比如无污染、无温室气体排放、风能不会枯竭等；但是也有缺点，比如风电的间歇性和不确定性，谐波无功等会造成电网污染等。
所以就需要风场有动态变化的、幅度可调的无功进行补偿和消除系统带来的谐波，减少风电机组出力的波动给电网电压带来的不利影响，从而提高电力系统的稳定性。
本文通过对某一风场无功补偿容量计算，通过采用MRTLAB/SIMULINK仿真软件建立无功补偿的SVC和SVG仿真模型，通过仿真结果对比分析两种模型的优缺点，并证实两种形式的无功补偿的可行性和正确性，也为风电场提供一种最有效的无功补偿的解决方案。
1无功补偿容量的计算以鞍子山风电场为实例，进行风电场无功损耗的计算。
鞍子山风电场总的装机容量为45MW，鞍子山风电场安装20台单机容量为1500kW的金风机组和12台单机容量为1250kW的上海电气机组构成。
12台上海电气1250kW风力发电机组在风机出口端的端口电压为690V，20台金风1500kW风力发电机组出口端的端口电压为620V。
经12台35/0.69kV的箱式变压器和20台35/0.62kV的箱式变压器升压至35kV后，由3条集电线路线输送至位于鞍子山风电场综合楼的110kV 升压站的35kV母线，再经110/35kV主变压器再次升压后送入110kV的杜家变压器。
1.1 箱变、主变无功损耗计算根据变压器的性质可知，变压器有功功率及无功功率损耗的计算公式为那么，20台金风风机箱变压器总无功消耗为2149.2kVar。
浅谈无功补偿装置在风电场中的应用
浅谈无功补偿装置在风电场中的应用摘要：风力发电作为当今人们普遍使用的新能源发电方式，对人们的生产生活有着重要的意义。
这种补偿系统可以在电网正常时，通过协调电容组与静止无功补偿器，对并网电压实现连续控制，稳定有效提高并网电压的质量。
同时在线路或变压器故障及故障恢复时，协助网点提高电压的支撑能力，减少电压的恢复时间，并协助风电场实现低电压穿越。
因此，在风电场的无功电压调节问题也引起了人们足够的重视。
关键词：动态；无功补偿装置；风电场；应用风电场集中无功补偿装置是设置在风电场升压变电站主变低压母线上的，其主要作用就是保证风力发电厂变电出口侧功率的稳定性，进而保障发电系统的稳定运行。
风电场发电机组的运转情况会受到风力大小的影响，为了保证风电场发电机组的稳定运行，应安装无功补偿装置。
1SVG的基本原理静止无功发生器是普遍使用的静止无功补偿装置，其主要是通过全控电力电子器件来完成变流。
其电路的类型有2种，一是电压型桥式；二是电流型桥式。
从实际应用的情况来看，因为受到运行效率的影响，当前的SVG中大部分使用的是电压型，其结构是十分简单的，消耗的能源也较少，价格具有一定优势，而且控制非常简便。
2风电场动态无功补偿装置的选择2.1机械性静态无功补偿装置在当前，机械性SVG无功发电补偿装置在冶金、矿山以及铁路等行业中得到了普遍应用，此种装置主要是利用接触器间的开关进行投切。
由于投切的过程中，电弧作用会产生一定程度的影响，导致开关的触头发生损坏，因此投切不可过于频繁。
另外，此种装置的响应不够及时，这就使风电无功负荷频繁变化难以达成，所以说，此种装置对于风电场并不是适宜的。
举例来说，在某个风电场中，四期的034电容器组选用的就是自动调压无功补偿装置，然而，此种装置的档位多达九档，而且档位的连续性并不是很理想，无法在第一时间响应，这就导致无功补偿的要求难以实现，最终还是被更换掉。
2.2SVC无功发电器的补偿装置对SVG无功发电器进行分析可知，其固态开关选用的是晶闸管，通过对晶闸管导入的实际角度予以控制，就可对电抗器、电容器的具体容量进行管控，如此一来，晶闸管就成为了投切开关，频繁投切的目的也就能够真正达成。
无功补偿装置在风电场中的应用
无功补偿装置在风电场中的应用发表时间：2020-12-29T05:46:47.191Z 来源：《防护工程》2020年27期作者：张志宇[导读] 随着风电技术的日臻成熟，风力发电凭借其独有的优势，成为非化石燃料发电的重要来源。
中国大唐集团有限公司内蒙古分公司赤峰事业部内蒙古赤峰 024000摘要：随着风电技术的日臻成熟，风力发电凭借其独有的优势，成为非化石燃料发电的重要来源。
风电规模逐步扩大和风电装机容量在电网中的比例的逐渐增加，对风能的开发和利用得到了包括电网、电科院、各发电企业等越来越多的关注和重视，与风电相关的技术和产业正在迅猛发展。
但困难与希望同在，挑战与机遇并存，风电大规模并网对电网稳定性、电能质量的影响也越来越突出，而风电场动态无功补偿装置在维持并网点电压平衡、保持局域电网暂态平衡、改善电能质量、提升经济性方面有着不可或缺的作用，其可靠性、重要性不言而喻。
关键词：风电场；无功补偿装置；应用分析引言：风力发电本身具有随机性、波动性，大规模风电并入电网后给电网带来诸多的不利影响，其中以并入电网后无功电压的调控问题尤为突出通过对风电场集电系统的无功电压灵敏度和网损灵敏度的分析，按照灵敏度系数对无功补偿装置和双馈风电机组分配无功量。
1风电场无功电压的特点 1.1稳态特性与暂态特性对于鼠笼式异步风力发电机，为起到励磁电机机端目的，其在有功输出过程中需要对系统完成无功吸收工作。
发电机端电压因为电网电压本身的波动性会受到一定程度的影响。
通常，电网吸收无功的增加会减少机端电压，因此风电并网稳定特性会受到影响。
在暂态出现时，其普遍具有相对较短的持续时间，一般发电及机械转矩不会有较大变化出现，但是电磁转矩却会因电气量的变化而迅速发生改变，如果两种转矩没有取得高度平衡，就会让电机转速不断变化，使机组状态量发生改变。
在电网有故障结束时，风机机端电压无法得到迅速恢复，会影响整体运行平稳性。
风电场多处于电网末端，其具有高度敏感性，如果短路情况出现，就会提高风电机组无功需求，让运行可靠性受到影响，同时会降低整体区域电网电压，甚至出现电压崩溃情况。
FACTS装置在风电场中的无功补偿原理与仿真
０引言［１］配置感应发电机的风力发电机，通常需要安装无功补偿设备。
未补偿的风电场可以引起输配电系统的电压波动，随着自然风的不断变化，当风速达到最大值时，感应电机吸收或消耗的无功也达到最大值，这将导致电压下降。
相反，当风速下降或停止时，相对消耗的无功就会降低。
由于风机对于端电压暂时性的降落很敏感，因此由输配电系统的电压波动而引起的风力发电机端电压降落很容易导致切机，而反复切机将会缩短风机寿命。
可见，对风电场进行合理有效的无功补偿是极其重要的。
１用于风电场的无功补偿设备在无功补偿方面，固定电容器暴露了越来越多的弊端，而性能更优的静止无功补偿器（ＳＶＣ）与静止同步补偿器（ＳＴＡＴＣＯＭ）必然会在风电场无功补偿方面凸显优势［２－５］。
然而，ＳＶＣ与ＳＴＡＴＣＯＭ的构造原理不同，导致其性能有所差异，这必然导致两者在维持风电场电压及无功补偿方面的效用有所不同［６］。
这里通过对一个风电场（如图１所示）［７－９］进行仿真，来证明两者在无功补偿方面的有效性，并对两者的效果进行比较从而得出结论。
该风电场由６台１．５ＭＷ风力发电机组成，经过０．５７５／２５ｋＶ变压器升压至配电网，再通过２５ｋｍ线路由２５／１２０ｋＶ变压器与一个输电网相连（该输电网用一个无穷大电压源表示）。
每台风机配有保护。
风力发电机及线路基本参数如下：ＰｍＮ为１．５×６ＭＷ，ＳＮ为１．５×６／０．９ＭＶ・Ａ，定子阻抗［Ｒ，Ｌ］为［０．００４８４３，０．１２４８］ｐ．ｕ．，转子阻抗［Ｒ，Ｌ］为［０．００４３７７，０．１７９１］ｐ．ｕ．，励磁电抗为６．７７ｐ．ｕ．，惯性常数Ｈ为５．０４ｓ，摩擦系数Ｆ为０．０１ｐ．ｕ．，极对数为３，额定风速ｖｗｉｎｄＮ为９ｍ／ｓ，桨叶角控制模块［ＫＰ，ＫＩ］为［５，２５］，π形线路参数［Ｒ，Ｌ，Ｃ］为［０．１１５３，１．０５，０．０１１３］（Ω，Η，μＦ）／ｋｍ。
ＳＶＣ基本参数如下：发出无功上限为３／１０Ｍｖａｒ，发出无功下限为－３／－１０Ｍｖａｒ，ＫＰ为０，ＫＩ为３００。
风电场电气一次部分的无功补偿技术
风电场电气一次部分的无功补偿技术摘要：基于人们日常生活中离不开对电能资源的应用，为了缓解供电压力，解决电能供应不足的问题，技术人员开始研究使用清洁型、可再生的自然资源进行发电工作的方法。
本文主要介绍的是风力发电技术，在发电过程中，需要安装专用的电气设备。
电气的一次部分主要指的是用来完成电压、电流运输工作的相关设备，包括发电机、变压器等等。
属于供配电设备的类别，需要在设备当中合理融入无功补偿装置，并以智能电网为基础，研究构建智能化无功补偿系统的方法，解决电能的浪费问题。
关键词：风电场；电气；一次部分；无功补偿技术风电场是以风力发电为主要发电方式，来为城市提供基础电能，满足人们的日常用电需求。
在发电以及供电传输的过程中，涉及到对电气设备的运行管理以及电能的转换工作。
为了降低电能在传输过程中的损耗，技术人员正在研究对电气一次部分使用无功补偿技术的方法。
1.风电场电气一次部分设计方案及注意事项在展开无功补偿设计工作之前，需要分析出电气设备运行期间的哪些环节会产生电能的损耗，以及造成这一现象的具体原因。
结合这些问题来优化设计方案，才能推动风电场发电及供电工作的顺利开展。
1.1设计流程首先，无功补偿设计需要以电网的建设工作为基础，确定电网的传输路线，明确输电工作需要使用的电线种类。
其次，根据电气运行安全及变电管理工作需求，确定构建电网结构时需要安装哪些配套的电气设备，并确定日常的电流量、电压量大小。
然后，应当根据电能的使用安全问题，做好电气设备及输电线路的接地处理工作。
1.2注意事项在电网及电气一次部分的相关电气设备投入使用的过程中，需要定期做好运维管理工作，包括设备清洁、养护，故障维修等多个环节。
然后，应总结运维管理经验，以风电场的风力发电形势为基础，确定发电过程及供电过程容易出现的电能流失、浪费等问题，以节约能源为基本目标，展开无功补偿研究工作。
新时期，常见的无功补偿技术方法有很多，不同方法需要建立不同的管理制度，并注重提升管理人员的技术操作能力，才能保障发电机供电工作的稳步开展状态，推动风电场的可持续发展。
风电场并网的无功补偿
风电场并网的无功补偿【摘要】在风电场并网装机总容量不断扩展的背景之下，机组总容量实现1500kW单位已极为普遍。
由此，无功补偿的重要价值更是不言而喻的。
本文依据这一实际情况，建立在风电场并网运行的基本条件下，就异步发电机无功补偿的控制原理进行了简要的分析与阐述，进而结合某装机容量1500kW机组在无功补偿方面的实例，研究了相应的补偿措施与策略，希望能够为同类型实践工作的开展提供一定的参考与帮助。
【关键词】风电场；并网；无功补偿；原理；策略在风电场并网运行的状态下，结合我国现行《国家电网公司风电场接入电网技术规定》中所涉及到的相关要求来看，在对风电场并网进行无功补偿的过程当中，要求满足以下几个方面的基本条件：（1）对风电系统无功功率进行补偿的过程当中，要求其高压侧的功率因数能够控制在0.98单位以上；（2）要求所应用的无功补偿装置物攻输出具有动态平滑调节的能力，能够与风电场并网运行下的启停机、风速变化等特殊条件相适应，确保无功补偿能力的动态性与灵活性；（3）要求所应用的无功补偿装置能够实现对电能质量的灵活调节，避免出现闪变、电压波动等方面的问题；（4）要求所应用的无功补偿装置具有风电场并网电压暂态调节支撑能力，低压状态下维持性能良好。
本文即立足以上基本条件，对风电场并网无功补偿的相关问题展开综合分析与讨论。
1.无功补偿的基本工作原理分析当电网正常运行状态下，电压波形表现为正弦波状态时，且测定此状态下的电压相位与电流相位完全一致，则电阻性电气设备自电网运行系统中所获取的功率与电压参数以及电流参数均呈正比例相关关系，且功率的计算可以通过如下方式实现：P（运行功率）=U（电压参数）*I（电流参数）；而对于电动机、变压器装置等一类的电感性电气设备而言，在其实际运行的过程当中，除涉及到电压参数、电流参数对其功率产生的影响以外，由于其需要以磁场作为运行的载体支持，因此导致这部分电感性电气设备所消耗的能量无法实现面向有功功率的转化。
风电场无功补偿装置触电原因
风电场无功补偿装置触电原因以风电场无功补偿装置触电原因为题，本文将从风电场无功补偿装置的功能、工作原理和触电原因三个方面进行阐述。
一、风电场无功补偿装置的功能风电场无功补偿装置是风电场中一种重要的电力设备，它主要用于调节电网的无功功率，提高电网的功率因数。
在风电场运行过程中，无论是风速突变还是负荷突变，都会导致电网的无功功率波动，影响电网的稳定性和可靠性。
风电场无功补偿装置通过对电网的无功功率进行调节，可以保持电网的功率因数在合理范围内，提高电网的稳定性。
二、风电场无功补偿装置的工作原理风电场无功补偿装置主要由电容器组成，通过将电容器接入电网，调节电网的无功功率。
当电网的无功功率增加时，风电场无功补偿装置会将电容器接入电网，将多余的无功功率储存在电容器中；当电网的无功功率减少时，风电场无功补偿装置会将电容器断开，释放电容器中储存的无功功率，以保持电网的功率因数稳定。
风电场无功补偿装置通过自动控制系统实现对电容器的接入和断开，以实时调节电网的无功功率。
尽管风电场无功补偿装置在提高电网稳定性方面起到了重要作用，但在使用过程中也存在触电的风险。
触电是指人体接触带电体时导致电流通过人体而产生的伤害。
风电场无功补偿装置触电的原因主要有以下几点：1. 设备故障：风电场无功补偿装置长时间使用后，可能会出现设备老化、绝缘破损等故障情况，导致装置带电或电流泄露，增加触电风险。
2. 人为操作不当：在风电场无功补偿装置的安装、维修和检修过程中，如果操作人员没有按照规范操作，接触带电部件或未采取必要的安全措施，就容易发生触电事故。
3. 环境因素：风电场无功补偿装置通常安装在户外，暴露在恶劣的气象环境中，如雷电、大风等天气条件下，容易导致设备带电或电流泄露，增加触电风险。
为了降低风电场无功补偿装置触电的风险，可以采取以下措施：1. 加强设备维护：定期检查风电场无功补偿装置的设备状态，及时更换老化部件，修复绝缘破损，确保设备的正常运行。
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２．３．２ ＳＴＡＴＣＯＭ［１４ － １５］
ＳＴＡＴＣＯＭ 是纯粹的电力电子设备， 它使用电压
源 、ＩＧＢＴ、ＩＧＣＴ 或 ＧＴＯ 为 基 础 的 变 换 器 来 产 生 无
功电流， 并使用先进的控制器来调整输出以维持
电 压 稳定并处理暂态现象。模型采用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中的
ＳＴＡＴＣＯＭ 模块， 所用参数见第 １ 节。
%
%
ｖ ＝ Ａ %%
ｒ
$ %
ｒ
%
ｔ － ｔｓｒ ｔｅｒ － ｔｓｒ
ｔ ＜ ｔｓｒ ｔｓｒ ＜ ｔ ＜ ｔｅｒ
Ａ %
%
&ｒ
ｔ ＞ ｔｅｒ
式中 Ａｒ 为风速阶跃的最大值； ｔｓｒ 和 ｔｅｒ 分别为阶跃
的开始时间和上升终止时间。
阵风模型：
０#
%
%
ｖ ＝ ｖ%%
ｇ
$ %
ｇｃ
%
０%%
&
ｔ＜ ｔｓｇ ｔｓｇ ＜ ｔ ＜ ｔｅｇ
３ 仿真结果
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
３．１ 阶跃风下风电场电压稳定及无功补偿 取阶跃风速在 ２ ｓ 和 １８ ｓ 之间由 ７ ｍ ／ｓ 增加到
１１ ｍ ／ｓ， 如图 ２ 所示。此范围的风速用来模拟风力 发电机从切入风速到切出风速的整个功率曲 线 ， 公 共母线上的有功曲线见图 ３（ 曲线 １ 为加 ＳＴＡＴＣＯＭ， 曲 线 ２ 为 无 补 偿 ， 曲 线 ３ 为 加 ＳＶＣ； 下 图同） 。此风速变化的缓慢程度不会引起不必要的 系统暂态现象。风速小于额定值时， 输出有功随风速
１５
ｖｔ ／ （ ｍ·ｓ－１）
１０
５
０
５
１０
１５
２０
ｔ ／ｓ
图 ６ 干扰风风速 Ｆｉｇ．６ Ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｗｉｎｄ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
Ｕｔ ／ ｐ．ｕ．
１．０
１， ３
２
０．８
０．６ ０ ５ １０ １５ ２０
ｔ ／ｓ （ ａ） 节点电压
Ｑｔ ／Ｍｖａｒ
１２
６
２
１， ３ ０ ５ １０ １５ ２０
２ 仿真建模
２．１ 风力发电机建模［１０］ 这里采用的风力发电机额定机械功率为 １．５ ＭＷ，
额定风速为 ９ ｍ ／ ｓ。模型采用 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中的风机模 块， 所用参数详见上一节。
另外， 为每台风机配备过电流保护和电压保护。 当电流超过 １．１ ｐ．ｕ． 并持续 １０ ｓ， 过电流保护启动， 将风 机从电网中退出。当电压标么值超过（ ０．７５， １．１） 的范 围并持续 ０．１ ｓ， 电压保护启动， 将风机从电网中退出。 ２．２ 风速建模［１１］
自然风由 ４ 部分组成：
第８期
靳 静， 等： ＦＡＣＴＳ 装置在风电场中的无功补偿原理与仿真
ｖ＝ ｖｂ ＋ ｖｒ ＋ ｖｇ＋ ｖｔ 其中， ｖｂ 为基本风速， ｖｒ 为阶跃风速， ｖｇ 为阵风风速， ｖｔ 为干扰风风速， 后三者分别反映风速的渐变特性、 突变特性和随机特性。
阶跃风模型：
! " ０#
０ 引言［１］
配置感应发电机的风力发电机， 通常需要安装 无功补偿设备。未补偿的风电场可以引起输配电系 统的电压波动， 随着自然风的不断变化， 当风速达到 最大值时， 感应电机吸收或消耗的无功也达到最大 值， 这将导致电压下降。相反， 当风速下降或停止 时， 相对消耗的无功就会降低。由于风机对于端电 压暂时性的降落很敏感， 因此由输配电系统的电压 波动而引起的风力发电机端电压降落很容易导致切 机， 而反复切机将会缩短风机寿命。可见， 对风电场 进行合理有效的无功补偿是极其重要的。
Ｕｒ ／ｐ．ｕ．
１．０
１
３
０．８
２
０．６
０
４
８
１２
１６
２０
ｔ ／ｓ
图 ４ 阶跃风速下的节点电压 Ｆｉｇ．４ Ｎｏｄｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｄｕｒｉｎｇ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｒａｍｐ
１２
８
２
３
４
１， ３
Ｑｒ ／ Ｍｖａｒ
０
４
８
１２
１６
２０
ｔ ／ｓ
图 ５ 阶跃风速下风电场所需无功 Ｆｉｇ．５ Ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｎｅｅｄｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｒａｍｐ
ｔ ／ｓ （ ｂ） 所需无功
图 ７ 干扰风速下的节点电压与风电场所需无功 Ｆｉｇ．７ Ｎｏｄｅ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｎｅｅｄｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｗｉｎｄ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
３．３ 阵风下风电场电压稳定及无功补偿 阵风在 ５ ｓ 与 １０ ｓ 之间发生， 初始值为 ８ ｍ ／ ｓ， 峰
１ 用于风电场的无功补偿设备
在无功补偿方面， 固定电容器暴露了越来越多 的 弊 端 ， 而 性 能 更 优 的 静 止 无 功 补 偿 器 （ ＳＶＣ） 与 静 止同步补偿器（ ＳＴＡＴＣＯＭ） 必 然 会 在 风 电 场 无 功 补 偿 方 面 凸 显 优 势 ［ ２ － ５］ 。然 而 ， ＳＶＣ 与 ＳＴＡＴＣＯＭ 的 构造原理不同， 导致其性能有所差异， 这必然导致 两者在维持风电场电压及无功补偿方面的效用有所 不同［６］。这里通过对一个风电场（ 如图 １ 所示） 进 ［７－９］
当风速超过一定值后， 感应电机吸收无功的增加 导致电压（ 指公共母线电压， 下同） 下降到保护整定 值时， 如果不给予足够的无功补偿， 保护经过规定的 延时后就会动作使得断路器跳闸切机。从图 ３、４ 可 以看出， 在此阶跃风下， 保护于 １９．１６ ｓ 动作， 将风机 退出电网。分别加 ３ Ｍｖａｒ 的 ＳＶＣ（ 即感性无功和容性 无功的限值均为 ３ Ｍｖａｒ） 和 ３ Ｍｖａｒ 的 ＳＴＡＴＣＯＭ， 可补 偿无功从而维持电压幅值为 ０．９７５ ｐ．ｕ．。从图 ５ 可以 看出， 未补偿情况下， 在保护动作之前风电场从电网 中吸收的无功已经达到 ９ Ｍｖａｒ， 加入无功补偿后， 风电 场从电网中吸收无功控制在 ２．３ Ｍｖａｒ。可见两者的 加入大幅降低了风电场从电网中吸收的无功。从图 ４、５ 可 以 看 出 ， ＳＶＣ 所 在 线 路 在 ２ ｓ 内 也 就 是 风 机 的 启 动 阶 段 ， 电 压 从 ０．６５ ｐ．ｕ． 过 渡 到 ０．９９ ｐ．ｕ．， 而 ＳＴＡＴＣＯＭ 则没有此过渡过程， 因此在 ２ ｓ 内 ＳＴＡＴＣＯＭ 线 路无功就维持在一个很低的数值上， 这 说明 ＳＶＣ 和 ＳＴＡＴＣＯＭ 相比响应慢， 而这个不足又导致 ＳＶＣ 线 路的启动阶段有功也发生较大波动， 对线路造成不 利影响， 见图 ３。
摘要： 分析风电场并网运行存在的无功补偿及电压稳定问题的产生机理， 在固定电容器组作为一种 传统的无功补偿方法逐渐显现弊端时， 将柔性交流输电系统（ ＦＡＣＴＳ） 设备运用到风电场以提高其 运行的稳定性。以恒速恒频异步风力发电机为研究对象， 采用变桨距控制方式。以 Ｍａｔｌａｂ ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 为平台， 实现风电场的电气输电系统、各种风速的建模。在各种风速扰动和电网故障的情况下 ， 分 别 对加入静止无功补偿器和静止同步补偿器的风电场进行仿真， 得到的结果可以证明两者在风电场 无功补偿方面的积极作用， 并对两者的性能优劣进行对比。 关键词： 风电场； 异步发电机； ＦＡＣＴＳ； 无功补偿； 电压稳定 中图分类号： ＴＭ ６１４； ＴＭ ７１４．３ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００６ － ６０４７（ ２００７） ０８ － ００５８ － ０４
电力自动化设备
第 ２７ 卷
３．２ 干扰风下风电场电压稳定及无功补偿 干扰风的中心值为 ８ ｍ ／ ｓ， 其相对值不超过额定
风 速 的 ±１０ ％ 左 右 ， 见 图 ６ 。 此 种 风 速 是 为 了 检 验 ＦＡＣＴＳ 设备对减轻电压波动和无功补偿的作用。 从图 ７ 可以看出， ３ Ｍｖａｒ ＳＶＣ 和 ＳＴＡＴＣＯＭ 不 仅 大 大补偿了线路无功， 提高了电压， 并且使电压的变化 变得平缓， 这对整个电力系统的稳定性是至关重要的。
然科学基金重大项目（ ５０５９５４１０）
行仿真， 来证明两者在无功补偿方面的有效性， 并对 两者的效果进行比较从而得出结论。该风电场由 ６ 台 １．５ ＭＷ 风力发电机组成， 经过 ０．５７５ ／２５ ｋＶ 变压 器升压至配电网， 再通过 ２５ ｋｍ 线路由２５ ／ １２０ ｋＶ变 压器与一个输电网相连（ 该输电网用一个无穷大电压 源 表 示 ） 。每 台 风 机 配 有 保 护 。风 力 发 电机及线路 基 本 参 数 如 下 ： ＰｍＮ 为 １．５ ×６ ＭＷ， ＳＮ 为 １．５ ×６ ／ ０．９ ＭＶ·Ａ， 定 子 阻 抗 ［ Ｒ， Ｌ］ 为 ［ ０．００４ ８４３， ０．１２４ ８］ ｐ．ｕ ． ， 转 子 阻 抗 ［ Ｒ ， Ｌ］ 为 ［ ０ ． ００４ ３７７ ， ０ ． １７９ １ ］ ｐ．ｕ．， 励 磁电抗为 ６．７７ ｐ．ｕ．， 惯性常数 Ｈ 为 ５．０４ ｓ， 摩 擦 系 数 Ｆ 为 ０．０１ ｐ．ｕ．， 极对数为 ３， 额定风速 ｖｗｉｎｄＮ 为 ９ ｍ ／ ｓ， 桨叶角控制模块［ ＫＰ， ＫＩ］ 为［ ５， ２５］ ， π 形线路参数［ Ｒ， Ｌ， Ｃ］ 为［ ０．１１５ ３， １．０５， ０．０１１ ３］ （ Ω， Η， μＦ） ／ ｋｍ。ＳＶＣ 基本参数如下： 发出无功上限为 ３ ／１０ Ｍｖａｒ， 发出无功 下限为－ ３ ／ － １０ Ｍｖａｒ， ＫＰ 为 ０， ＫＩ 为３００。ＳＴＡＴＣＯＭ 基 本 参 数 如 下 ： Ｓｃｏｎｖ 为 ３ ＭＶ·Ａ， ＶＳＣ 阻 抗 ［ Ｒ， Ｌ］ 为 ［ ０．００７， ０．２２］ ｐ．ｕ．， Ｕｄｃｒｅｆ 为 ４ ０００ Ｖ， Ｃｄｃ 为 ０．００１ １ Ｆ， ＡＣ 电压控制模块［ ＫＰ， ＫＩ］ 为［ ５， １ ０００］ ， ＤＣ 电压控制 模 块 ［ ＫＰ， ＫＩ］ 为 ［ ０．００１， ０．０２］ ， 电 流 控 制 模 块 ［ ＫＰ， ＫＩ］ 为［ ０．３， １０］ 。