【摘 要】針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的特點(diǎn)，淺談靜止無功補(bǔ)償裝置（SVG）在風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)電場(chǎng)；無功功率；諧波

風(fēng)資源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組本身的運(yùn)行特性使風(fēng)電機(jī)組的輸出功率是波動(dòng)的，導(dǎo)致并網(wǎng)功率因數(shù)不合格、電壓偏差、電壓波動(dòng)和閃變等問題，對(duì)于大容量風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)時(shí)還存在穩(wěn)定性問題，都需要?jiǎng)討B(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)。另一方面，系統(tǒng)電壓的波動(dòng)也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行造成影響。

一、無功與諧波問題

（1）無功問題。在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，阻感負(fù)載占有很大的比例。異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、熒光燈都是阻感負(fù)載。異步電動(dòng)機(jī)和變壓器所消耗的無功功率在電力系統(tǒng)所提供的無功功率中占有很高的比例。電力系統(tǒng)中的電抗器和架空線也消耗一些無功功率。除此之外，一些電力電子裝置等非線性裝置也要消耗無功功率，特別是各種相控裝置、如相控整流器等，在工作時(shí)基波電流滯后于電網(wǎng)電壓，要消耗大量的無功功率。（2）諧波問題。引起電力系統(tǒng)諧波的主要諧波源有鐵磁設(shè)備、電弧設(shè)備以及電力電子設(shè)備。其中鐵磁設(shè)備諧波源包括變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)等，電弧設(shè)備諧波源包括電弧爐、電弧焊和放電型照明設(shè)備（熒光燈）等，這兩種諧波源的非線性是由鐵芯飽和及電弧的物理特性導(dǎo)致，都是無源型諧波源；電力電子設(shè)備諧波源主要包括家用電器及計(jì)算機(jī)等的電源、交直流調(diào)速電機(jī)、直流開關(guān)電源、充電器及其他整流/逆變?cè)O(shè)備，其非線性是由電力半導(dǎo)體器件的開關(guān)過程導(dǎo)致的，屬于有源型。隨著電力電子裝置應(yīng)用的日益增多和容量的不斷增大，這部分電力電子設(shè)備所產(chǎn)生的諧波所占比重也越來越大，目前已成為電力系統(tǒng)的主要諧波污染源。

二、靜止無功補(bǔ)償裝置（SVG）的功能與特點(diǎn)

SVG 的主要功能如下：（1）提高線路輸電穩(wěn)定性；（2）維持受電端電壓，加強(qiáng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；（3）補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率，提高功率因數(shù)；（4）諧波動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，改善電能質(zhì)量；（5）抑制電壓波動(dòng)和閃變；（6）抑制三相不平衡。SVG 是基于電壓源型變流器的補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償方式質(zhì)的飛躍。它不再采用大容量的電容、電感器件，而是通過大功率電力電子器件的高頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)無功能量的變換。SVG較傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置有如下特點(diǎn)：（1）響應(yīng)速度更快，最快可達(dá)5ms；（2）電壓閃變抑制能力更強(qiáng)，大于80%；（3）運(yùn)行范圍更寬，-100%至+100%；（4）補(bǔ)償功能多樣化，無功補(bǔ)償、諧波補(bǔ)償、負(fù)序補(bǔ)償、綜合補(bǔ)償；（5）諧波含量極低，幾乎無諧波，還能濾波；（6）占地面積小，現(xiàn)場(chǎng)施工量小。

三、靜止無功補(bǔ)償裝置（SVG）安裝要求及安裝環(huán)境

（1）安裝環(huán)境。為了使SVG高壓靜止無功發(fā)生器能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行，對(duì)高壓靜止無功發(fā)生器的安裝使用環(huán)境作如下要求：設(shè)備應(yīng)安裝于無腐蝕性氣體、易燃性氣體、導(dǎo)電粉塵，無滴水、鹽份、油煙和粉塵的環(huán)境中，在室內(nèi)使用。運(yùn)行環(huán)境溫度應(yīng)在0℃～+40℃的范圍內(nèi)，如環(huán)境溫度超過允許值，應(yīng)安裝安全可靠的通風(fēng)散熱裝置。設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具備防止蛇、鼠等小動(dòng)物侵入的防護(hù)措施，要嚴(yán)格避免因此類動(dòng)物侵入造成系統(tǒng)接地短路而形成的設(shè)備損壞。（2）電氣安裝要求。輸入和輸出電纜必須分別配線，防止混線，防止絕緣損壞造成危險(xiǎn)。信號(hào)線與電源線不要長(zhǎng)距離平行布線，信號(hào)線與通訊線必須采用屏蔽電纜，屏蔽層單端接地?？刂茩C(jī)應(yīng)設(shè)專用接地極，接地電阻不大于1Ω。導(dǎo)線與電氣元件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等，均應(yīng)牢固可靠。柜體內(nèi)的導(dǎo)線不應(yīng)有接頭，導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷。電纜芯線和所配導(dǎo)線的端部均應(yīng)標(biāo)明其回路編號(hào)。編號(hào)應(yīng)正確，字跡清晰且不易褪色。配線應(yīng)整齊、清晰、美觀，導(dǎo)線絕緣應(yīng)良好，無損傷。

一般來說，風(fēng)電場(chǎng)的無功功率需求來自于兩個(gè)方面：風(fēng)機(jī)與變壓器，其中變壓器的無功損耗又分為正常運(yùn)行時(shí)的繞組損耗和空載運(yùn)行時(shí)的鐵心損耗。對(duì)于風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)速較小時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)差率就會(huì)增大，模擬負(fù)載的阻值就會(huì)減小，定子繞組的電流就會(huì)增加，功率因數(shù)也會(huì)減小。也就是說，無功電流是會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的減小而增加的，而且這種變化具有很強(qiáng)的不確定性。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，發(fā)電機(jī)需要從電力系統(tǒng)吸收更多的無功功率，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端部的電壓水平繼續(xù)降低。而安裝在風(fēng)電場(chǎng)的補(bǔ)償電容器，無功功率輸出能力此時(shí)恰恰隨著電壓的降低大幅度減弱，導(dǎo)致對(duì)電網(wǎng)的無功功率需求繼續(xù)增加。因此，選用合適的無功補(bǔ)償裝置不僅對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的電壓水平有利，還能避免無功功率在電網(wǎng)中大量傳輸，減小損耗。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]《榮信RSVG系列高壓靜止無功發(fā)生器用戶手冊(cè)》

[2]丁家迅.探討無功補(bǔ)償在風(fēng)力發(fā)電中的影響及作用[J].城市建設(shè)理論研究.2011（29）