风电并网无功电压控制

背景

　　风力发电作为目前世界上可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发和商业化发
展前景的发电方式之一，由于其在减轻环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问
题等方面的突出作用，越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和利用。

　　根据我国风电发展规划，我国将在甘肃、内蒙古、新疆、河北、吉林和江苏建立七个千万
千瓦级风电基地，预计到

2015 年要建成 5808 万千瓦，2020 年要建成 9017 万千瓦，占全国

风电装机总容量的

78%。由于我国陆上风能资源主要集中于

“三北”地区，因此对于位于电

网末端的风电基地，除了具有常规风力发电的共性问题以外，还存在许多特殊的个性问题
包括系统稳定、输送能力、调频调峰和电量消纳等，其中无功电压问题是风电场并网运行关
注的主要问题之一，需要采取措施对风电场无功电压进行有效调节。

　　发展现状

　　早期的风电机组主要采用异步发电机，它们不具备维持和调节机端电压水平的能力，
在运行时还要从系统吸收无功功率，相应地，风电场需要装设固定进行补偿，随着电力电
子技术的发展，出现了

SVC 和 STATCOM 等动态无功，风电场就采取固定电容+动态无功

补偿装置的方式对无功进行控制。

　　近年来，针对风电场的电压稳定而进行的无功补偿问题一直是电力企业和相关研究机
构关心的热点。在此背景下，国内逐渐开展了对风电场无功控制技术的研究，包括风电机组
无功控制技术研究、风电场无功补偿装置研究、

FACTS 装置协调控制等方面。

　　（

1）风电机组无功控制技术研究现状风电材料设备

　　随着风电技术的发展，风电机组从原来的不具有无功控制能力发展到能够输出一定的
无功。目前，双馈式异步风力发电机组和永磁直驱风力发电机组是主流的机型，双馈式异步
风力发电机组通过控制实现有功

/无功的解耦，具备一定的动态调节无功输出的能力；而永

磁直驱风力发电机组由于通过全容量与电网连接，则能够灵活地对无功进行控制。这两种风
力发电机组都具备以恒电压模式工作的能力，可以在一定程度上实现对无功和电压的控制。

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2）风电场无功补偿装置研究现状

　　为适应不同场合的需要，适用风电场的无功补偿装置已发展出多种类型，它们的所需
成本不尽相同，对电网电压的暂态特性影响也不一样。