風電發電場無功補償方式的應用

1.風力發電發展現狀

　　當前，我國的能源結構以常規能源（煤、石油和天然氣）為主，由于常規能源的不可再生性，使得能源的供需矛盾日益突出。作為可再生能源的風能，“取之不盡、用之不竭”。發展風力發電，改善傳統的能源結構，實現能源多元化，緩解對有限礦物能源的依賴與約束，是我國能源發展戰略和調整電力結構的重要措施之一。

　　根據《風電場接入電網技術規定》，應在風電場加裝適當容量的無功補償裝置，無功補償裝置應具有自動電壓調節能力。風電場配置的容性無功補償容量除能夠補償并網點以下風電場匯集系統及主變壓器的感性無功損耗外，還要能夠補償風電場滿發時送出線路的全部感性無功損耗；配置的感性無功補償容量能夠補償風電場送出線路的全部充電無功功率。

　　2.無功補償方式

　　動態無功補償方式有TCR型、MCR型和SVG型三種。

　　2.1 MCR型動態無功補償裝置

　　2.1.1原理

　　三相飽和電抗器的工作繞組并聯在電網上，通過改變飽和電抗器的直流控制繞組的勵磁電流，借以改變鐵心的飽和特性，從而改變工作繞組的感抗，達到改變其所吸收的無功功率的目的。

　　2.1.2占地面積

　　由于MCR沒有像TCR一樣采用晶閘管閥組以及空心相控電抗器，而是采用晶閘管控制部分飽和式電抗器，因此，比TCR面積要小。

　　2.1.3響應速度

　　MCR型SVC的響應速度一般在100～300ms之內。

　　2.1.4損耗

　　可控電抗器在額定負載時，鐵芯工作在磁飽和區域，在這種結構下，磁飽和時的邊緣效應顯著，由于磁閥交替飽和，在磁閥附近鐵芯區域存在較大的橫向磁場分量，因此增了電抗器鐵芯和繞組的附加損耗，通常約為2%～4%。

　　目前，MCR經過不斷的技術革新，損耗也有所下降，但是始終不會低于鐵芯式電抗器的額定損耗。鐵心式電抗器的國家標準，按照其容量不同，額定損耗一般為1.2～2%之間。因此，實際運行中，小于5萬Mvar的MCR式動態補償的損耗不會小于1.8%。

　　2.1.5諧波電流

　　如電抗器部分投入，電抗器與負荷產生的諧波將同時出現。

　　2.1.6運行噪音大、振動大

　　由于鐵芯式飽和電抗器的固有特點，因此實際運行過程中噪音很大，振動很厲害。

　　2.1.7無功控制范圍小

　　飽和電抗器屬于非線性元件，使得工作繞組的電流不能有效跟隨控制繞組（勵磁繞組）電流的變化而變化，也即補償的無功功率有過補和欠補現象發生。為了抑制過補償現象，設計時把控制電流限制為鐵心完全飽和時電流的0.85以下，也就是說MCR的無功控制范圍在0～85%之間，而不是0～100%之間。