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。

从系统稳定的角度来讲，对于SVC/MCR装置，其无功输出特性会随着电压的降低呈平方关系下降。在风机转速降低时，发电机需要从电力系统吸收更多的无功功率，这将导致发电机端部的电压水平继续降低。而安装在风电场的SVC/MCR装置，无功功率输出能力此时恰恰随着电压的降低大幅度减弱，导致对电网的无功功率需求继续增加。如果此时没有足够的电容器容量投入，则可能引发连锁反应，最终导致风电场的电压崩溃。与SVC/MCR相比，STATCOM 的无功控制能力不受系统电压影响，在暂态下的电压支撑能力强于SVC/MCR，因此更能满足风电场对无功补偿的需求。

从经济效益方面分析。对于49.5M的风电场，以安装12Mvar左右的无功补偿装置为例。对于提高功率因数来讲，三种补偿装置都可以将功率因数提高到0.95以上，满足系统并网要求，并且为用户减少大量的无功电费支出；在运行损耗方面，如考虑12M的补偿装置年运行小时数为6000小时，STATCOM的平均运行损耗比SVC/MCR低1%以上，则每年可减少损耗720MW.h，每年可节约运行电费36万。STATCOM占地面积小，在施工用地上可为用户节省投资。STATCOM的运行不会与系统发生谐振，补偿特性不受系统电压波动的影响，特别在系统电压突然变低时，可发挥其优越的补偿特性，对电网电压起到强有力地支撑，维持电网电压的稳定。

二、风电场无功补偿装置性能对比

MCR、SVC、STATCOM三种补偿装置的详细情况比较见下表：

根据以上表格中对三种主要补偿装置的对比可以看出，STATCOM是真正的动态无功补偿装置，为保证电网运行的可靠性及输送风能安全到达负荷中心，STATCOM是最佳的补偿装置，能够满足风场输电网的无功补偿要求，对于稳定电压、缓解电网阻塞、提高输电有效性和预防电网故障具有重要的作用。

特别是在运行损耗方面，STATCOM比SVC/MCR都低。由于SVC/MCR都是通过可调的感性无功输出和固定的容性无功输出相互抵消的原理来获得可调的容性无功输出。而风电场的发电量不稳定，可能长期处于风量不足的运行工况，此时系统的无功需求相对较小，对于SVC/MCR，恰好是晶闸管导通角最大，运行损耗最大的工况。STATCOM可以在系统无功负荷

需求较小时切除固定电容器，STATCOM处于轻载运行工况，运行损耗很低。STATCOM仅运行损耗一项即可每年为用户节省大量的运行电费支出。

三、风电场无功补偿装置SVC/STATCOM成本分析

以49.5M风电场补偿容性0-12Mvar无功补偿装置为例，若采用SVC则需要安装12M的TCR和12M的FC，若采用STATCOM则需要安装6M的STATCOM和6M的FC。两种装置构成原理差别较大，SVC采用晶闸管半控元件，而STATCOM采用IGBT全控元件。目前IGBT元件都需要进口，而晶闸管元件早已实现国产化，特别是大功率IGBT元件价格居高不下，其辅助的电子电路也比较复杂。中小容量STATCOM的成本要比SVC高20%以上，而在风电场领域，STATCOM要和SVC在同样的价位上竞争，STATCOM往往只能保证微利甚至没有利润，而SVC 还有比较大的降价空间。

通过以下两个典型报价表格，可以更好的说明同等补偿容量STATCOM与SVC的市场价格。但应该注意，若分别以表中的价格中标，STATCOM只有微利，而SVC还有较高的利润。

表1：TCR（感性0-12Mvar）+FC（容性12Mvar）=SVC（容性0-12Mvar）

表格2：STATCOM（±6Mvar）+FC（容性6Mvar）=STATCOM成套（容性0-12Mvar）

风电场动态无功补偿装置性能分析与比较

风电场动态无功补偿装置性能分析与比较 牛若涛 (北京京能新能源有限公司内蒙古分公司,内蒙古呼和浩特　010070) 摘　要:近年来,随着风力发电接入电网规模的逐步扩大,风电场无功补偿装置的补偿能力和响应时间等参数越来越受到各方重视。同时,随着电力电子技术的快速发展,应用于风电无功补偿装置的新材料新工艺也不断涌现。文章简要介绍风电场无功补偿装置的发展历史,重点介绍目前常用的各种风电场无功补偿装置的工作原理和系统组成,对各种补偿装置的运行特性、主要参数进行了详细的分析与比较。 关键词:静止型动态无功补偿;SVC;T CR;SVG 中图分类号:T M7 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)23—0095—03 2011年是我国陆上风电产业继续发展的一年,仅内蒙古地区就增加吊装容量3736.4M W,累计容量17594.4M W。随着区域性风电场开发容量的逐渐扩大,风电机组并网对系统造成的影响越来越明显。国内目前的风电场大多采用感应式异步发电机,并入电网运行时需要吸收系统的无功功率。在风电场集电线路母线安装无功补偿设备则可以提供异步发电机所需的无功功率,降低电网因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。 本文结合目前风电场广泛使用的不同类型无功补偿装置的运行维护经验,从无功补偿装置的原理、系统组成及功能特性等方面进行了对比分析,得出了风电场最优的无功补偿配置方案。 1　无功补偿装置发展 风力发电机组多数是异步发电机组,输出有功功率的同时,需要从电网吸收一定的无功功率,容易引起并网点的电压波动,通常采用在风电场集电线路母线上安装静止型无功补偿装置SVC(Static V ar Compensator)的方式进行治理。SVC的发展历程大体可分为如下三个阶段: 第一阶段:早期的并联电容器组静态补偿装置,用电容器补偿容性无功。后来的磁阀式可控电抗器(M CR),采用直流助磁原理,利用附加直流励磁磁化铁心(自耦电抗器),改变铁心磁导率,实现电抗值的阶段性连续调整。这两种补偿方式调节能力差,目前已经基本淘汰。 第二阶段:晶闸管控制电抗器(TCR——Thy ristor Co ntro lled Reactor)与固定电容器(FC——Fixed Capacitor)配合使用的静止型动态无功补偿装置(TCR+FC),是目前风电场广泛采用的比较成熟的无功补偿方式,能够跟踪负荷变化,实现实时补偿。 第三阶段:基于电压源型逆变器原理的静止型动态无功发生器SVG(Static v ar g enerato r),国际上又称STAT COM(静止同步补偿器——Static Sy nchr ono us Compensato r,简称ST ATCOM),是近年推出的新型无功补偿装置,关键部件采用大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT——Insulated Gate Bipo lar T ransistor)可实现双向补偿,既能输出感性无功又能输出容性无功。 2　各种无功补偿装置原理简介 2.1　TCR型SVC 原理 图1　T CR型SVC原理图与波形图 如图1所示,U为负荷侧交流电压,Th1、T h2为两个反并联可控硅,在一定范围内控制其导通,则可控制电抗器流过的电流i。 i= 2 V (cos -cos t) 为Th1和Th2的触发角。 i的基波电流有效值为: 95 　2012年第23期 内蒙古石油化工

无功补偿控制器说明书

目录 1产品功能简介 (1) 2产品型号及含义 (3) 3使用条件 (3) 4技术参数 (4) 5面板图示 (6) 6投切判定 (8) 7基本操作 (9) 7.1初始运行 (10) 7.2自动运行 (11) 7.3参数设置 (15) 7.4手动投切 (24) 7.5其它 (25) 8超限及警报信息 (26) 9设备通讯 (27) 10注意事项 (28) 11接线图示 (29)

12外形及开孔尺寸 (30) 1产品功能简介 JKW-18J无功补偿与配电监测控制器，是依据JB/T9663—1999标准及城乡电网改造的技术条件而设计开发的一种新型控制器，具有无功补偿、数据采集、通讯、电网参数分析等功能，适用于交流50Hz、0.4kV低压配电系统的监测及无功补偿控制。 本产品具有以下功能： （1）数据采集 ●电压；电流；功率因数 ●有功功率；无功功率 ●有功电度；无功电度 ●频率；电压谐波；电流谐波 ●日电压、电流最大值、最小值； ●有关数据存储多达60天 （2）数据通讯 具有RS232通讯接口，通讯方式可采用现场采集或远程采集，配备无线转接模块可近距离（50米以内）无线抄收数据。

（3） 数据管理 基于WINDOWS2000/XP 操作平台，通讯数据自动生成各种报表、曲线及棒图。 （4） 无功补偿 ● 取样物理量为无功功率，无投切振荡、无补偿呆区； ● 输出多达18路； ● 电容器投切执行元件采用固态继电器。 （5） 运行保护 ● 两相失电时，不影响数据的采集、存储、通讯。 ● 对过压、欠压、缺相及谐波、零序进行报警并做出相应动作。 （6） 显 示 ● 采用128×64背光液晶显示器 ● 全中文人机对话界面 ● 实时显示电网有关参数 ● 直观显示预置参数 2产品型号及含义 3使用条件 板前接线型 JK W —18 J Q

无功补偿装置几种常见类型比较

无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置 调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据 Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置 磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。

磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR） 相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 i 相控式原理图 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。 一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被

低压无功补偿装置说明书

求质量之上乘守信誉于天 下 系列 无功智能补偿装置 山东特安电气有限公司 SHANDONG TEAN ELECTRIC CO., LTD

目录 一、产品简介.................................................................................................... 错误!未定义书签。 二、产品型号及含义........................................................................................ 错误!未定义书签。 三、主要技术指标............................................................................................ 错误!未定义书签。 四、原理简介.................................................................................................... 错误!未定义书签。 五、接线与运行................................................................................................ 错误!未定义书签。 六、参数设置.................................................................................................... 错误!未定义书签。 七、装置外形尺寸............................................................................................ 错误!未定义书签。 八、安装方法和注意事项................................................................................ 错误!未定义书签。 九、相关资料.................................................................................................... 错误!未定义书签。附一一次原理图............................................................................................ 错误!未定义书签。附二安装图.................................................................................................... 错误!未定义书签。

静止无功补偿装置

1 静止无功补偿装置（SVC）在电网中的应用 赣州供电公司黄东南 摘要：合理的无功补偿对输配电系统非常重要，SVC装置在江西电网中的首次应用表明SVC 在调相、调压、提高输电容量、改善静态和动态稳定性、抑制振荡等方面起到良好作用，在电力及工业企业中SVC装置可以改善电能质量（谐波、电压波动和闪变、三相不平衡），提高产品质量和数量，有利于节能增效。为进一步推广装置应用，提高其运行管理水平，应加快SVC装置的设计、制造、试验和检验诸方面系列的行业标准制订。 关键词：电力系统电能质量静止无功补偿装置(SVC) TCR＋FC 标准 国民经济各个部门大量使用了各种电力整流、换流、交流调速、轧机、电弧炉、电力机车等非线性或具有时变特性负荷的设备，致使电力系统中的暂态和冲击特性无功负荷增加，严重影响电网电压质量，也对用电设备的安全、经济运行带来了严重危害。 为了稳定电压、改善功率因数以降低能耗，必须对具有时变冲击性的无功负荷进行动态无功补偿。采用无触点晶闸管开关的SVC装置，能自动跟踪电网无功的变化波动进行动态补偿，实现无功功率的连续调节。具有响应速度快、工作可靠的特点，是电网中提高功率因数和维持电压稳定的理想无功补偿装置。 针对赣州电网220kV金堂变电站存在的电能质量问题：①220kV电源输电线路偏长，且受丰、枯水期小水电及负荷波动影响，电源电压波动大；②供电负荷中有220kV直供的鼎龙钢厂及定南、全南县的几个电弧炉冶炼金属企业，其负荷功率因数很低，造成电能的极大损耗；而负荷的冲击极大，引起电网电压波动和闪变，加以产生的高次谐波造成电网的严重污染，致使电网电能质量下降；③考虑到2008年京九铁路将进行电气化改造，电气化铁路的供电又将增加冲击性的非线性负荷使电网中不可避免增加降低电能质量的不稳定性。为此在220kV 金堂变电站采用了SVC装置(TCR＋FC型)，这也是SVC装置在江西电网中的首次应用,同时也是国内第一座移动式无功补偿装置。 该装置于2007年12月30日顺利投入运行，从各项测试数据来看，SVC装置对改善母线电压总谐波畸变，以及调相、调压结果基本上能达到仿真计算水平，同时对抑制振荡，提高电网输电功率及输电能力有较大帮助。为此作以下的初步总结分析。 1 SVC装置的工作原理及构成1.1 工作原理 SVC（static var compensator）全称静止式无功补偿装置，早期又称为SVS，目前国内市场上的SVC无功功率补偿装置主要是接触器或断路器投切电容器组（如PFC、HVC）、晶闸管控制电抗器（TCR加装消谐滤波装置组成TCR+FC）和晶闸管投切电容器（TSC）装置。 TCR型SVC动态无功功率补偿装置通过控制TCR支路中串联的功率可控硅的触发相角，来改变流经电抗器支路的电流，从而得到不同的无功功率。装置由光电触发控制系统、阀控系统、主电抗器及保护元件等单元组成。晶闸管触发角α在 90°～180°范围内可调节，即导通角β＜180°。当α＝90°时,补偿装置吸收的无功功率最大（称为短路功率）；当α＝180°达到其在调节范围内的最大值时,吸收的无功功率最小（称为空载功率）。通过调节触发角α的大小，即连续改变主电抗器的电流量，动态调节补偿的无功功率。 TCR型SVC动态无功功率补偿装置并联固定电容器组FC构成晶闸管控制电抗器加固定滤波电容器组（TCR＋FC）型式，装置总的输出无功功率为 TCR 与FC无功功率抵消后的净无功功率，因而可以将补偿装置的总体无功电流偏置到可吸收容性无功的范围置内。 TCR 采用相控原理，在系统中将除产生特征谐波及非特征的奇次、偶次及三的倍数次谐波，并联固定电容器组FC则兼作滤波器，吸收 TCR 产生的谐波电流和系统其它谐波电流。SVC动态补偿原理

各种无功补偿装置性能大比较

各种无功补偿装置的性能比较 大类名称型号工作原理技术指标优点缺点应用场合 旋转式无功补偿同步发 电机/调 相机 欠励磁运行，向系统发出有功 吸收无功，系统电压偏低时， 过励磁运行提供无功功率将系 统电压抬高 可双向/连续调节；能独立 调节励磁调节无功功率， 有较大的过载能力 其损耗、噪声都很大，设备投资高，起 动/运行/维修复杂，动态响应速度慢， 不适应太大或太小的补偿，只用于三相 平衡补偿，增加系统短路容量 适用于大容量 的系统中枢点 无功补偿 静止式静态无功补偿机械投 切电容 器 MSC 用断路器\接触器分级投切电 容 投切时间 10～30s 控制器简单，市场普遍供 货，价格低，投资成本少， 无漏电流 不能快速跟踪负载无功功率的变化，而 且投切电容器时常会引起较为严重的 冲击涌流和操作过电压，这样不但易造 成接触点烧焊，而且使补偿电容器内部 击穿，所受的应力大，维修量大 适用无功量比 较稳定，不需频 繁投切电容补 偿的用户 机械投 切电抗 器 MSR 并联在线路末端或中间，吸收 线路上的充电功率 其补偿度 60% ~ 85% 防止长线路在空载充电或 轻载时末端电压升高 不能跟踪补偿，为固定补偿 超高压系统 (330kV及以上) 的线路上 静止式动态无功补偿SVC 自饱和 电抗器 SSR 依靠自饱和电抗器自身固有的 能力来稳定电压，它利用铁心 的饱和特性来控制发出或吸收 无功功率的大小 调整时间 长，动态 补偿速度 慢 动态补偿 原材料消耗大，噪声大，震动大，补偿 不对称电炉负荷自身产生较多谐波电 流，不具备平衡有功负荷的能力，制造 复杂，造价高 超高压输电线 路 晶闸管 投切电 容器 TSC 分级用可控硅在电压过零时投 入电容，在380V低压配电系统 中应用较多 10～ 20ms 无涌流，无触点，投切速 度快，级数分得足够细化， 基本上可以实现无级调节 晶闸管结构复杂，需散热，损耗大，遇 到操作过电压及雷击等电压突变情况 下易误导通而被涌流损坏，有漏电流 需快速频繁投 切电容补偿的 用户 复合开 关投切 电容器 TSC+ MSC 分级先由可控硅在电压过零时 投入电容，再由磁保持交流接 触器触点并联闭合，可控硅退 出，电容器在磁保持交流接触 器触点闭合下运行 0.5s左右无涌流，不发热，节能使用寿命短，故障较多，有漏电流 一般工厂/小区 和普通设备，无 功量变化大于 30s 晶闸管 控制电 容器 TCC 采用同时选择截止角β和导通 角α的方式控制电容器电流， 实现补偿电流无级、快速跟踪 20ms 价格低廉，效率非常高产生谐波 低压小容量，非 常适合广大终 端低压用户

无功自动补偿装置使用说明

Xxxx 型低压无功补偿装置 使 用 说 明 书 地址: 电话: 传真: 邮编: 网址:

一、概述 xxxx型低压无功补偿装置分为由接触器或复合开关投切的低压自动无功补偿装置和由可控硅投切的低压动态无功补偿装置，该系列装置适用于负荷比较稳定的低压用户的配电系统，无人值守的配电室及箱式变电站的集中补偿。低压无功补偿装置的技术特点是：投切电容过程涌流小，整机使用寿命长, 维修维护量小,无功补偿响应速度快，可频繁投切。保护措施齐全，自动化程度高，能在外部故障或停电时自动退出工作，在送电后自动恢复运行。自投入市场以来，给广大用户带来了明显的经济和社会效益。 使用效益 ·提高受电功率因数，使之达到国家标准以上，不返送无功。 ·可最大限度降低线路和变压器损耗，使配电变压器有效输出容量增加。 ·优化用电质量，提高电网运行的安全可靠性。 ·在冲击性和波动性负荷处，可减少电压波动及抑制电压闪变，提高电压的稳定性。 ·消除电网轻负荷时的无功过剩和电压过高现象。 ·模块化结构，组装方便，母线连接无需打孔。 ·用户系统存在谐波时，可根据谐波含量选择带滤波型投切模块。 二、低压自动无功补偿装置的组成 Xxxx型低压无功补偿装置由隔离开关、电流互感器、避雷器、熔断器、接触器（可控硅或复合开关）、电容器、电抗器、控制器、指示仪表、手/自动转换开关、运行指示灯等元器件组成。 三．技术参数 1．产品型号说明 Xxxx□-□/□ -□□ 电抗率（7：7%） 投切开关（C：接触器T：晶闸管Z：复合开关） 装置的分组数 额定容量（kvar） 额定电压（kV） 投切模块 企业代号 2．主要技术指标 ·工作电压： 380VAC ·频率：50～60Hz ·控制器信号：负载无功功率和功率因数

风电场无功补偿相关问题及解决办法

风电场无功补偿相关问题及解决办法 1. 风力发电系统简介 随着经济的快速增长和社会的全面进步，我国的能源供应和环境污染问题越来越突出。开发和利用可再生能源的需求更加迫切。风能作为可再生能源中最重要的组成部分和唯一经济的发电方式，由于其清洁无污染、施工周期短、投资灵活、占地少，具有良好的社会效应和经济效益，已受到世界各国政府的高度重视。随着风力发电技术的快速发展和国家在政策上对可再生能源发电的重视，我国风力发电建设已进入了一个快速发展的时期。 我国风资源较丰富，但适合大规模开发风电的地区一般都处于电网末端，由于此处电网网架结构较薄弱，因此大规模风电接入电网后可能会出现电网电压水平下降、线路传输功率超出热极限、系统短路容量增加和系统暂态稳定性改变等一系列问题。随着风电场规模的增大，风电场与电网之间的相互影响越来越大而系统对风力发电系统的要求也越来越严格。对风电系统主要的两个要求是正常运行状态下的无功功率控制和故障状态下的穿越能力。 一般来说，风电场的无功功率需求来自于两个方面：风机与变压器。其中变压器的无功损耗又分为正常运行时的绕组损耗和空载运行时的铁心损耗。无论是否运行，只要变压器与主网联接，铁心的励磁无功损耗总是存在的。 风力发电系统中，风力发电机是能量转换的核心部分，风力发电机系统按照发电机运行的方式来分，主要有恒速恒频风力发电系统和变速恒频风力发电系统两种。 对于恒速恒频发电机组，普遍采用普通异步发电机，这种发电机正常运行在超同步状态，转差率s 为负值，电机工作在发电机状态，且转差率的可变范围很小(s<5%)，风速变化时发电机转速基本不变。在正常运行时无法对电压进行控制，不能象同步发电机一样提供电压支撑能力，不利于电网故障时系统电压的恢复和系统稳;发出的电能也随风速波动而敏感波动，若风速急剧变化，感应电机消耗的无功功率随着转速的变化而不断变化。由于恒速恒频发电机组自身不能控制无功交换并且需要吸收一定数量的无功功率，因此通常在机组出口端并联电容器组，但是单纯地依赖常规的补偿电容器是无法满足无功功率补偿要求，可能会引起风电机组发出电能质量问题，如电压闪变、无功波动以及故障条件下的穿越能力。因此，恒速恒频发电机组需要静止无功补偿装置来优化其在正常条件和故障状态下的运行。在工程中通常采用静止无功补偿器SVC或STATCOM来进行无功调节，采用软起动来减小起动时发电机的电流。恒速恒频发电机组适合用于小功率，通常不高于600 kW的系统。

国家标准《静止式动态无功补偿装置功能特性》(精)

国家标准《静止式动态无功补偿装置功能特性》 征求意见稿编制说明 2005年7月 一、概述 国家标准《静止式无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》被列入了2003年国家标准制修订计划，计划编号为20032411-T-469。完成年限2005年。本标准由国家标准化管理委员会提出；全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（以下简称“标委会”）归口并负责起草。 本标准主要起草单位： 本标准主要起草人： 本标准参加起草单位： 本标准参加起草人： 为了保证标准质量，特别邀请西安交通大学夏道止教授、王兆安教授、清华大学陈建业教授、中国电力科学研究院林海雪教授级高工（兼）、全国电力电子学标委会秘书处周观允教授级高工（兼）担任标准编制工作组顾问。 1 标准项目的提出和编制过程 该项目是在全国电压电流等级和频率标委会委员、鞍山荣信电力电子有限公司左强总经理的提议下，于2001年初和《静止式动态无功补偿装置(SVC) 现场试验导则》国家标准项目一起，向国家标准委提出立项申请，2003年底被批准立项的。 2004年第1季度，标委会秘书处研究确定：成立以全国电压电流等级和频率标委会秘书处、全国电力电子学标委会秘书处、中国电力科学研究院、西安领步电能质量研究、鞍山容信电力电子有限公司为主要起草单位的标准编制工作组；随着工作的进一步开展，还将扩展供电、用电、设备及其主要部件制造行业的工程技术人员参加标准编制工作。 根据2004年6月23日国家标准委高新技术部有关“无功补偿装置”国家标准规划及制定工作会议精神，两项《静止式动态无功补偿装置(SVC)》国家标准的制定过程中将积极吸收相关行业和单位的意见。 2004年12月21-23日，于北京召开了主要起草人和顾问工作扩大会议。会议就采用美国IEEE相应标准的基本原则达成以下共识： ——本标准不是等同、也不是修改采用，但鉴于美国IEEE 1303：1994相应标准的框架和技术内容有一定价值，因此在编制我国标准时应作为主要参考文件；关键是要保证国家标准的先进性，提高产品竞争力，技术内容可适当超前以指导科研； ——标准的适用范围要突破美国IEEE相应标准，涵盖输电和配电系统； ——保持立项时的标准名称，暂不改变； ——标准中，对实现产品性能的方法（例如冷却方式）不应强行做推荐性规定； ——该标准在编制过程中，要注意与国家标准《静止式动态无功补偿装置现场试验》的编制工作的密切协调； ——标准内容不应与现行国家标准发生矛盾； ——编制标准时应注意充分研究现正在编制的相关电力行业标准和可控硅阀国家标准。 会议对由西安领步电能质量研究所、鞍山荣信电力电子有限公司分别组织翻译，并聘请有关专家校对的最新IEEE标准进行了集体校对；研究商讨了IEEE 1303：1994各章条的采用程度和增删意见。会议决定由刘军成高级工程师执笔起草、林海雪教授级高工校核本标准的征求意见稿讨论稿，然后提交2005年5月召开的主要起草人会议，供集体讨论修改。

风电场无功补偿计算

风电场无功补偿计算 摘要：电力系统的无功平衡和无功补偿是保证电压质量的基本条件之一，是保证系统安全稳定运行和经济运行的重要保障。随着风力发电在电力能源中所占比例增大，大规模风电场并网运行后，其无功补偿对局部电网的调教作用将更加明显。本文分析了影响风电场无功平衡的几个重要因素，虑影根据某风电场风机出力情况，计算风电场升压站的无功缺额，提出了无功配置建议。 关键词：风电场、无功补偿 1、引言 近年来我国风电产业取得了巨大进步，随着风电技术的日益成熟，风电已从过去的自发自用、独立运行的小型风力发电机发展成为多机联合并网运行的大型风力发电场。然而，风能的随机性和不可控性决定了风电机组的出力具有波动性和间歇性的特点：且风机大多为异步发电机，其运行特性与同步机有本质的区别。因此，大风电接入系统和远距离输送，往往存在无功平衡、电压稳定、输电通道允许的送电容量问题，有时会制约风电的发展【1、2】。风机为异步机，需吸收无功来发出有功。现大风机多为交流励磁双馈电机，采用恒功率因素控制模式的双馈电机能够提供一定动态无功支持，但其无功调节能力有限【3】。交流励磁双馈电机变速恒频风力发电技术是目前最有前景的风力发电技术之一，已成为国内、外该领域研究的热点。此方案最大的优点是减小了功率变换器的容量，降低了成本，且可以实现有功、无功的独立灵活控制。但其核心技术掌握在国外制造商手中，出厂风机的功率因素固定，不易在运行中进行调整，现阶段风电场的功率因素调节一般都为机组停机后进行调节，因此有必要对风电场的无功补偿计算，以确定风电场的无功补偿配置。 2、无功配置容量计算 风电场的无功容量平衡一般考虑有，风机的发出无功、电缆的充电功率、升压变的无功损耗、需向主网提供的无功功率。 1）风机的无功出力 风力发电机在向系统送出有功的同时，一般也同时送出无功，由于风机类型的限制，功率因素不易在运行中进行调整，其中出厂功率因素一般整定在1，或者0.98。若发出的功率，风机的无功出力为，其值为：

无功补偿装置运行管理制度范本

内部管理制度系列 无功补偿装置运行管理制 度 （标准、完整、实用、可修改）

编号：FS-QG-40130无功补偿装置运行管理制度Reactive power compensation device operation management system 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 电容器组运行: 电容器组的投入听从调度命令，并在运行工作记录簿上做好记录。电容器组的正常运行和检查: 1、根据高压设备的巡视检查制度，每四小时应对运行中的电容器组巡视检查一次，交班时也应列入检查交接项目。 2、外壳各部是否渗漏油。 3、外壳是否鼓肚，膨胀量电否超过正常热胀冷缩的弹性许可度。 4、电容器外壳油漆是否脱落，变色。 5、套管是否清洁完整，有无裂纹，放电现象。 6、引线连接处，各处有无松动，脱落和断线，发热变色。电容器回路中任何连接处接触不良都可能引起高频振荡的电弧，使电容器过热和场强过高而早期损坏，甚至使整个设

备发生故障。 7、异声:应区分是放电声，还是机械振动弓I起的噪音。放电声可能是内部接线脱焊，或内部引线绝缘套管没有套好造成的放电声，类似变压器音响的噪音，大多发生装于室内，单台大容量的电容器组。 8、检查通风设施，测录环境的最高温度，检查机械通风装置是否良好。 9、检查配套设备，包括开关刀闸，互感器，支持绝缘子，二次设备放电装置等，网状遮栏完整，门窗完好。无雨雪，小动物侵袭可能。 10、电流表和电压表的指示，电容器三相都应装设电流表，注意三相电流是否平衡，相差太大可能电容器发生损坏，熔丝熔断，系统电压不平衡，也会引起三相电流不平衡，注意电压不可超过允许值。 电容器组在投切操作时的注意事项: 1、在环境温度过高或电流超过允许值时应停用电容器组，电容器发生爆炸，起火等情况应立即停用。 2、电容器组在断开后，应经充分放电后(一般三至五分

国家电网风电场接入电网技术规定

国家电网风电场接入电网技术规定（试行） 1范围 本规定提出了风电场接入电网的技术要求。 本规定适用于国家电网公司经营区域内通过110（66）千伏及以上电压等级与电网连接的新建或扩建风电场。 对于通过其他电压等级与电网连接的风电场，也可参照本规定。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规定；凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用范围于本规定。 GB 12326－2000 电能质量电压波动和闪变 GB／T 14549－1993 电能质量公用电网谐波 GB／T 12325－2003 电能质量供电电压允许偏差 GB／T 15945－1995 电能质量电力系统频率允许偏差 DL 755－2001 电力系统安全稳定导则 SD 325－1989 电力系统电压和无功技术导则 国务院令第115号电网调度管理条例（1993） 3 电网接纳风电能力 （1）风电场宜以分散方式接入系统。在风电场接入系统设计之前，要根据地区风电发展规划，对该地区电网接纳风电能力进行专题研究，使风电开发与电网建设协调发展。 （2）在研究电网接纳风电的能力时，必须考虑下列影响因素： a）电网规模 b）电网中不同类型电源的比例及其调节特性 c）负荷水平及其变化特性 d）风电场的地域分布、可预测性与可控制性 （3）在进行风电场可行性研究和接入系统设计时，应充分考虑电网接纳风电能力专题研究的结论。为便于运行管理和控制，简化系统接线，风电场到系统第一落点送出线路可不必满足“N－1”要求。 4 风电场有功功率 （1）基本要求 在下列特定情况下，风电场应根据电力调度部门的指令来控制其输出的有功功率。 1）电网故障或特殊运行方式下要求降低风电场有功功率，以防止输电线路发生过载，确保电力系统稳定性。 2）当电网频率过高时，如果常规调频电厂容量不足，可降低风电场有功功率。 （2）最大功率变化率 最大功率变化率包括1min功率变化率和10min功率变化率，具体限值可参

风电场无功补偿的目的和技术措施

风电场无功补偿的目的和技术措施 班级：2014021班学号：20140204 姓名：薛钰 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。 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。”此外，利用风力发电的优势还主要表现在：太阳能的有效利用还与天气有关．而风机却不受天气影响可以昼

10kv高压无功补偿装置技术规范书

10k V高压无功自动补偿装置技术规范书 二○一○年三月

目录 1. 总则 (2) 2. 引用标准 (2) 3. 设备的运行环境条件 (3) 4. 功能规范 (4) 5. 设备规范 (6) 6. 控制器的主要技术指标 (6) 7、微机保护单元的主要技术参数及性能要求 (8) 8、电容器组投切专用永磁真空开关主要技术参数及性能要求 (8) 9．电容器主要技术参数及性能要求： (9) 10．电抗器的主要技术参数及性能要求： (10) 11．放电线圈的主要技术参数及性能要求： (11) 12．避雷器的主要技术参数及性能要求： (11) 13．成套装置的其他技术要求： (12) 14. 质量保证和试验............................. 错误!未定义书签。 15. 工作及供货范围 (13) 16. 技术文件及技术图纸 (14) 17. 包装、运输和贮存 (14) 18. 现场服务 (14) 19. 其它 (15)

1. 总则 1.1本设备技术规范书适用于40.5MVA密闭电石炉工程的10kV高压无功自动补偿装置招标技术条件，它提出了设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2本技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应保证提供符合本技术规范书和工业标准的优质产品。 1.3如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着卖方提供的设备完全符合本规范书的要求。如有异议，不管是多么微小，都应在报价书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。 1.4本设备技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 1.5本设备技术规范书经买、卖双方确认后作为定货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。 1.6本设备技术规范书未尽事宜，由买、卖双方协商确定。 2. 引用标准 本技术规范书主要采用中国GB标准，如与IEC标准不同且低于IEC标准要求的应以较高的IEC为准。 GB/T16927-1997《高电压试验技术》 GB311.1—1997 《高压输变电设备的绝缘配合》。 GB/T5582-93 《高压电力设备外绝缘污秽等级》。 DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》。 GB50150-91 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 GB 50227-95 并联电容器装置设计规范 GB 50060-92 3-110KV高压配电装置设计规范 GB1207-1997 电压互感器 GB1208-1997 电流互感器 DL/T604-1996 《高压并联电容器装置订货技术条件》 DL462-92 《高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件》 DL/T653-1998 《高压并联电容器用放电线圈订货技术条件》

无功补偿装置SVG简介

高压SVG培训 我是思源清能电气电子有限公司，服务工程师，张治福，我的手机号是： 第一章装置电气原理与构成 1.1电气原理 SVG装置的主电路采用链式逆变器拓扑结构，Y形连接，10kV装置每相由12个功率单元串联组成，6kV装置每相由8个功率单元串联组成，运行方式为N＋1模式。下图所示为SVG装置的连接原理图。

图1-1 10kV装置的连接原理图 图1-2 6kV装置的连接原理图 10kV装置的电气原理如下图。 图1-3 10kV装置的电气原理图 1.2装置构成 SVG装置主要由五个部分组成：控制柜、功率柜、启动柜、连接电抗器和冷却系统。这里采用风冷。

1.2.1控制柜 控制柜由控制器、显示操作面板、控制电源、继电器、空气开关等部分组成。 控制电源提供了DC24V和DC5V电源系统，为控制器和继电器操作供电。 操作面板包括了液晶屏显示、信号指示灯。操作部分包括启机按钮、停机按钮和复位按钮。 空气开关的功能如下表所示。 表2-1 空气开关功能表

第二章装置的控制面板说明 2.1 装置的运行状态 SVG装置带电时，运行在五种工作状态：待机、充电、运行、跳闸、放电。各状态说明和转换关系如下： 1)待机状态 装置上电后立即进入待机状态，然后进行自检。若无任何故障且状态正常，装置复位后，则点亮就绪灯。若在就绪情况下收到用户启机命令，则闭合主断路器。主断路器闭合后即转入充电状态。 2)充电状态 表示装置的直流电容正在充电，由于装置为自励启动，主断路器闭合即表示装置已经进入了充电状态。若在主断路器闭合后直流电压充电到超过直流设定值，则自动闭合启动开关以短路充电电阻，启动开关闭合后延时10s自动转入并网运行状态。 3)运行状态 表示装置处于并网运行的工作状态，可以在各种控制方式下输出电流，达到补偿无功、负序或谐波的效果。若在此过程中出现报警，报警指示灯亮，不影响装置正常运行；若在此过程中出现过流、同步丢失等可恢复故障，装置将闭锁，待手动或自动复位消除故障后，装置将重新解锁运行；若在此过程中出现严重故障或收到停机命令，装置将发跳闸命令，并转到跳闸状态。 4)跳闸状态 表示装置正在执行跳闸指令。一进入跳闸状态，装置就立刻发跳闸命令。检测到主断路器断开后进入放电状态。 5)放电状态 表示装置正在放电。主断路器断开后，直流电容将缓慢下降直至为0。该状态时持续10s后装置自动转入待机状态。 2.2 控制柜屏面说明 装置提供了液晶操作面板、控制按钮和远程后台三种方式对装置进行操作。

无功补偿装置几种常见类型

无功补偿装置几种常见类型 ① 调压式动态无功补偿装置调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜，占地面积小，维护方便，一般年损耗在0、2%以下。② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。

磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0、95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0、8%左右。③相控式动态无功补偿装置（TCR）相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0~90范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。一般年损耗在0、5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被击穿，维护困难；晶闸管发热量大，一般情况采用纯水冷却，除了有一套水处理装置可靠的水源外，还需配监护维修人员。另外，其晶闸管产生的大量谐波电压污染电网，需配套滤波装置。

南方电网风电场无功补偿及电压控制技术规范QCSG1211004

. Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 南方电网风电场无功补偿及电压控制 技术规范

目次 前言............................................................................. II 1 范围 (3) 2 规范性引用文件 (3) 3 术语和定义 (3) 4 电压质量 (5) 4.1 电压偏差 (5) 4.2 电压波动与闪变 (5) 5 无功电源与容量配置 (5) 5.1 无功电源 (5) 5.2 无功容量配置 (5) 6 无功补偿装置 (5) 6.1 基本要求 (5) 6.2 运行电压适应性 (6) 7 电压调节 (6) 7.1 控制目标 (6) 7.2 控制模式 (6) 8 无功电压控制系统 (6) 8.1 基本要求 (6) 8.2 功能和性能 (6) 9 监测与考核 (7) 9.1 无功和电压考核点 (7) 9.2 无功和电压考核指标 (7) 9.3 无功和电压监测装置 (7) 10 无功补偿及电压控制并网测试 (7) 10.1 基本要求 (7) 10.2 检测内容 (7)

前言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本规定由中国南方电网有限责任公司系统运行部提出、归口并负责解释。 本标准起草单位：中国南方电网有限责任公司系统运行部，广东电网有限责任公司电力科学研究院本标准主要起草人：吴俊、曾杰、苏寅生、盛超、陈晓科、宋兴光、李金、杨林、刘正富、王钤、刘梦娜

南方电网风电场无功补偿及电压控制技术规范 1 范围 本标准规定了风电场接入电力系统无功补偿及电压控制的一般原则和技术要求。 本标准适用于通过35kV及以上电压等级输电线路与电力系统连接的风电场，通过其他电压等级集中接入电网的风电场可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 12325 电能质量供电电压偏差 GB/T 12326 电能质量电压波动和闪变 GB/T 19963 风电场接入电力系统技术规定 GB/T 20297 静止无功补偿装置（SVC）现场试验 GB/T 20298 静止无功补偿装置（SVC）功能特性 SD 325 电力系统电压和无功电力技术导则（试行） DL/T 1215.1 链式静止同步补偿器第1部分：功能规范导则 DL/T 1215.4 链式静止同步补偿器第4部分：现场试验 Q/CSG110008 南方电网风电场接入电网技术规范 Q/CSG 110014 南方电网电能质量监测系统技术规范 Q/CSG 1101011 静止同步补偿器（STA TCOM）技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 风电机组wind turbine generator system; WTGS 将风的动能转换为电能的系统。 3.2 风电场wind farm；wind power plant 由一批风电机组或风电机组群（包括机组单元变压器）、汇集线路、主变压器及其他设备组成的发电站。 3.3 风电场并网点point of interconnection of wind farm 风电场升压站高压侧母线或节点。 3.4 公共连接点point of common coupling 风电场接入公用电网的连接处。