风电场svg无功补偿设备和其在风电场中应用

《风电场svg无功补偿设备和其在风电场中应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、风电场SVG无功补偿设备和其在风电场中应用　　摘要：随着风电场建设规模的增大，装机容量的大幅上升，其接入系统后对电网的影响也日益严重。风电场的随即波动的负荷特性及所处于电网末端的特点，导致风电场所在的系统质量问题及系统稳定性问题日益突出，而动态无功补偿装置在维持风电场并网点电压平衡、维持电力系统暂态稳定、改善电能质量等方面起着重要作用。本文主要针对SVG动态无功补偿设备及其在风电场的应用进行探讨。关键词：风电场SVG无功补偿中图分类号：P319.1+1文献标识码：A文章编号：引言8在电力紧缺和能源危机日趋严重的今天，风力发电具有重要的战略地位。风力发电

2、的显著特点之一是它的波动性和间接性，这直接导致了风电场的并网运行时的电能质量问题及系统稳定性问题。在实际应用中，传统的并联电容器无功功率补偿方法已经不能满足风电场电压控制的要求，而风电场动态无功补偿的主要作用是解决电压控制，同时兼有提高电力系统运行稳定性、增加风电场的输出能力和提高经济效益的作用等特点，据此选择动态无功补偿设备是解决上述问题的最好手段。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（StaticVarGenerator-SVG）是一种用全控型电

3、力电子器件（GTO或IGBT）实现变流的静止无功补偿装置，也成为高级静止无功补偿器（AdvancedStaticVarCompensator），或静止同步补偿器（StaticCompensator-STATCOM）。SVG电路有电压型桥式和电流型桥式2种类型，在实际应用中由于运行效率的原因，迄今投入使用的SVG大多为电压型，它的结构简单，能量损耗小，成本低且易控制。典型的电压型桥式基本组成电路如图1所示：图1电压型SVG电路原理图电压型SVG电路由6个全控型开关器件（T1－T6）、二极管桥式整流器及电容C储能元件组成，SVG电路交流侧经电抗器L、变压器

4、TM与电力网相连作为其输出端，根据电网无功功率变化情况，通过控制器控制6个全控型开关器件构成的三相逆变器向系统输入感性或容性无功功率。SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。8图1的等效电路如图2所示。SVG等效为一个电压源，其等效电阻为RS；L为变压器和电抗器的等效电抗值。由图2可知，SVG向电力网注入的无功功率（1）式中：US为系统电压，RS为逆变器等效电阻；δ为SVG输出电压U1和US

5、的夹角。由式（1）可知，通过调节δ的大小，就可以控制SVG注入电网的无功功率。图2SVG单相等效电路二、SVG的优势在风电场无功补偿装置的选择过程中，为了满足电网的要求及对风电场风机机组的保护，设计单位对SVC和SVG无功补偿的进行了详细比较。SVG对比SVC有以下技术优势：1)响应时间更快。SVG响应时间≤5ms；TCR型SVC响应时间≤10ms；MCR型SVC响应时间≤200ms。相比之下，SVG比SVC可在更短的时间之内完成从额定容性无功功率到额定感性无功功率的相互转换。2)抑制电压闪变能力更强。SVC对电压闪变的抑制最大可达2：1，SVG对电压

6、闪变的抑制可以达到5：1，甚至更高。SVC受到响应速度的限制，其抑制电压闪变的能力不会随补偿容量的增加而增加。而SVG由于响应速度极快，增大装置容量可以继续提高抑制电压闪变的能力。83)运行范围更宽。SVG能够在额定感性到额定容性的范围内工作，比SVC的运行范围宽很多。当SVC需要在正负全范围运行时，需要TCR或MCR和FC配合使用，整个装置损耗较大，占地面积也较大。更重要的是，在系统电压变低时，SVG还能够输出与额定工况相近的无功电流。而SVC输出的无功电流与电网电压成正比，电网电压越低，其输出的无功电流也越低，所以对电网的补偿能力也相应变弱。4)补

7、偿功能多样化。SVG可以实现不同的多种补偿功能，可单独补偿无功、谐波、负序，也可同时进行综合治理，所以SVG具有强大的补偿功能。SVC并不具备多种功能的综合。5)损耗小。SVG损耗是同容量MCR型SVC的20%，是同容量TCR型SVC的25%。6)占地面积较小。由于无需大容量的电容器和电抗器做储能元件，SVG的占地面积通常只有相同容量SVC的50%，甚至更小。通过以上比较可以看出，SVG相比SVC技术上更先进、占地更少，因此在风电场的设计中，无功补偿装置越来越多的考虑采用了SVG技术。三、工程应用1、工程概况本文以山东烟台某实际风电工程为例介绍SVG的

8、应用情况。该风电场工程规模为49.5MW，风电机组由机端变压器升压至35kV，经3条集电线路接