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浅谈SVG在风电场的应用

作者:十博 发布时间:2020-11-18 08:35 点击数:

  浅谈SVG在风电场的应用_电力/水利_工程科技_专业资料。浅谈 SVG 在风电场的应用 [摘 要]电网对电源点的电能质量要求不断提高,迫使可持续发展的风能不 断改善自身以满足电源质量的要求。SVG 是当前解决电网无功补偿的最好途径。 风电场只有采用 SVG

  浅谈 SVG 在风电场的应用 [摘 要]电网对电源点的电能质量要求不断提高,迫使可持续发展的风能不 断改善自身以满足电源质量的要求。SVG 是当前解决电网无功补偿的最好途径。 风电场只有采用 SVG 无功补偿装置才有效解决自身不足。 [Abstract]the power grid power quality requirements increase , forcing the sustainable development of wind power of their own continuous improvement to meet the quality requirements. SVG is the best way to resolve the current power wattless power compensation. Wind farm using only SVG wattless power compensation device is effective to solve their own problems. [关键词]风电场;无功补偿;SVG [Keyword]wind farm; wattless power compensation; SVG 1 引言 为应对全球气候变化,减少温室气体排放,风能作为可再生能源,越来越受 到瞩目。 西北作为风能大省不断的在世人关心帮助下发展壮大。随着甘肃酒泉千 万千瓦风电基地项目逐步投运, 西北风电进入大规模并网时期,但同时也给电网 的安全稳定运行带来了更大的挑战。 在风电场容量相对较小并且以分散方式接入 时, 系统故障时风电场退出运行不会对系统稳定造成影响。随着风电装机容量在 系统中所占比例增加,风电场的运行对系统稳定性的影响将不容忽视。 2011 年 2 月 24 日,甘肃桥西第一风电场 35KV 电缆头单相击穿后发展成三 相故障,导致酒泉地区 16 座风电场 598 台机组脱网,损失出力 840MW,西北电 网频率最低至 49.854Hz。其中,因电压跌落引起风机脱网 377.13MW,继而由于 电压升高导致风机脱网 424.21MW。 据统计,2011 年上半年,甘肃各风电场共发生电气设备故障 35 次,其中, 电缆头故障造成汇集线 次, 保护插件故障造成设备跳闸或开关拒动 5 次, 风吹异物造成带电设备跳闸 3 次,其他故障 6 次。 综上所述风电故障暴露出来的主要问题: 风电场电缆头施工工艺及质量不过 关; 风电机组低电压穿越能力不合格; 风电场无功补偿装置不能按要求自动调整; 风电场 35KV 系统接线方式不合理等等问题。 2 提高电网的安全性和稳定性必须用动态无功补偿 针对以上电网存在的诸多问题,目前最理想的方案就是采用 SVG 无功补偿 装置,用以提高电网稳定性,增加输电能力,消除无功冲击,滤除谐波,平衡三 相电网。 众多的科技资料都提及 SVG,SVG 是当今无功补偿领域最新技术的代表。 SVG 并联于电网中,相当于一个可变的无功电流源,其无功电流可以快速地跟 随负荷无功电流的变化而变化,自动补偿系统所需无功功率。由于 SVG 的响应 速度极快,所以又称为静止同步补偿器(Static Synchronous Compensato,简称 STATCOM) 。 SVG 的基本原理是利用可关断大功率电力电子器件(如 IGBT)组成自换相 桥式电路, 经过电抗器并联在电网上,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电流,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。 现阶段大容量风力发电机多为异步电机, 在运行过程中需要吸收大量的无功,因此在风电场必须进行动态无功补偿。风力 发电场采用 SVG 装置有以下优点: 提高线路输电稳定性 在长距离输电线路上安装 SVG 装置,不但可以在正常运行状态下补偿线路 的无功损耗,抬高线路电压,提高有效输电容量,而且可以在系统故障情况下提 供及时的无功调节,阻尼系统振荡,提高输电系统稳定性。 维持受电端电压,加强系统电压稳定性 对于负荷中心而言,由于负载容量大,又没有大型的无功电源支撑,因此容 易造成电网电压偏低甚至发生电压崩溃的稳定事故。而 SVG 具有快速的无功功 率调节能力,可以维持负荷侧电压,提高负荷侧供电系统的电压稳定性。 补偿系统无功功率,提高功率因数,降低线损,节能降耗 电力系统中的大量负荷,如异步电动机、电弧炉、轧机以及大容量的整流设 备等,在运行中需要大量的无功;同时,输配电网络中的变压器、线路阻抗等也 会产生一定的无功,导致系统功率因数降低。 对电力系统而言,负荷的低功率因数会增加供电线路的能量损耗和电压降 落,降低了电压质量。同时,无功也会导致发电、输电、供电设备的利用率降低; 对于电力用户而言,低功率因数会增加电费支出,加大生产成本。 抑制电压波动和闪变 电压波动和闪变主要是负荷的急剧变化引起的。 负荷的急剧变化会导致负荷 电流产生对应的剧烈波动, 剧烈波动的电流使系统电压损耗快速变化,从而引起 受电端电网电压闪变。 引起电压闪变的典型负荷有电弧炉、 轧钢机、 电力机车等。 SVG 能够快速地提供变化的无功电流,以补偿负荷变化引起的电压波动和 闪变现象。 目前,抑制电压波动和闪变的最佳方案是采用 SVG。 抑制三相不平衡 配电网中存在着大量的三相不平衡负载, 典型的如电力机车牵引负荷和交流 电弧炉等。同时,线路、变压器等输配电设备三相阻抗的不平衡也会导致电压不 平衡问题的产生。 SVG 能够快速地补偿由于负载不平衡所产生的负序电流,始终保证流入电 网的三相电流平衡,大大提高供用电的电能质量。 3、风电场的无功补偿装置必须按要求进行自动调整在风电场必须进行动态 无功补偿。风电场的无功补偿装置须按要求进行自动调整。以前,风电场通过安 装一定的投切电容器来补偿风电场的无功需求,典型的风电场每天会有


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