对风电场电气一次部分的无功补偿技术相关论述

李奔

摘要：本文主要分析了风电场电气一次部门的无功补偿技术的应用现状，重点介绍了风电场工程电气一次部分设计的主要内容以及其技术可以分为同步调相机，固定投切电容器，静止无功补偿和静止同步补偿器等四方面的内容。同时对于其中的所涉及到的技术特点也进行了相关的阐述，以此来推动风电场电气的相关技术的进一步完善。

关键词：风电场;电气一次部分;无功补偿技术

1. 简述风电场工程电气一次部分设计

1.1. 概述

当前阶段的发展之中，各国较为注意的便是关于能源方面的技术革新。常规能源仍是本国现阶段主要的能源结构，具体常用的能源如天然气、石油以及煤炭。对这些常规能源有效应用，推动着我国经济的不断发展，但这些能源都有着一个特性即不可再生性。社会发展的不断加快，对能源的需求逐步增长，以及能源资源的不可再生性，导致我国在能源的使用方面越来越紧张，从而出现了能源危机。能源供需结构矛盾的日益突出推动着新能源的出现，而风能便是一种新发现的，可再生能源。当前阶段中，我国正集中技术在发展风能方面，通过对风能的有效利用来改善能源危机的现状。因此对于风电场的设计中，设计人员在其中加入了有助于调节电压的无功补偿装置，同时也为风电场配置了相应的容性无功补偿装置的容量，以此来补偿在运行的过程中风电场汇集系统和主变压器的感性无功损耗以及风电场全部感性无功损耗输送电压。

1.2. 风电场电气设计的主要内容

对于风电场的电气设计中，其主要内容包括了一下几个方面，具体如图1所示。

2. 风电场电气一次部门的无功补偿技术

风电场电气一次部分的无功补偿技术主要分为四个部分，具体如表1所示。

风电场电气一次部分的无功补偿技术 技术名称 技术详解

静止无功补偿 在风电场的无功补偿设计之中，静止无功补偿是最为常见的技术手段。简单来说，静止无功补偿是指在电气设备的运行过程中通过吸收无功率来对风力发电进行动态的补偿。在风力发电行业中，这项技术已经被进行广泛的运用，相关的设计人员可以对瞬时无功理论算法有效应用，计算相应的无功补偿数据，电路中的触发脉冲由脉冲转化而来。在此阶段的脉冲借助转化，便可以被传导至最为符合的脉冲功率单元之中。最终，在对无功输出容量进行控制的时候，也可以对竞晶夹管导通角的大小进行改变对上述目的有效实现。该技术在具体应用的过程中有较强的抗干扰性。

静止同步补偿器 在实施静止同步补偿器技术的时候，首先需要明确其技术原理。即该项技术是在电网中进行补偿装置的连接。简单来说，即是将无功电源捆绑到相应的电路上，随后电路上的无功电源可结合电网具体情况，对电流大小进行相应的控制，进而实现对电气系统中无功补偿的自行控制。

该技术的安全性和稳定性较高，同时在运行的过程中还可以满足连续和动态控制。

固定投切电容器 在整个电力系统的组成部分中，固定投切容器是其重要且关键的组成部分。电力电容器有着结构简单，运行可靠的特点。在运行的整个过程中，该项技术保证稳定的电压，主要依靠的设备为电容器设备的投切和接头转换工作。在此基础上，相关工作人员在也可将电容器并联到风电场出口的位置，从而实现异步发电机的功率补偿工作。该技术的不足之处在于其调节速度过慢，甚至在某些调节情况中还会出现调节失灵的情况。

同步调相机 电力系统运行过程中，一般都设计多个复杂的环节，异步电动机、同步调相机以及变压器设备是该系统中主要的承载。同时上述不同的设备也同样是吸收无功功率的主要设备。在电力系统运行的过程中，同步调相机运行时，会使得出现的超前的电流被电机过励磁吸收，从而对电能的质量有效提升。但另一方面，该技术主要的问题是其中主要时候所需要的功率十分巨大，同时在维护方面也需要较多的成本。

3. 风电场无功电压自动控制系统设计

对风电场无功电压自动控制系统进行设计的时候，主要从无功电压自动控制系统，无功电压自动控制原理以及无功电压自动控制的系统参数三个方面进行阐述。

一，无功电压自动控制系统。在进行该系统设计的时候，最为重要的便是远程控制设备的装备。系统在进行加载的时候，由于本身已经具备了为感应型设备的异步风力发电机，故而其自身便需要无功补偿。在进行设计的时候，设计人员可以将其设计为自动控制模式，随后在此基础上，借助电压自动控制系统，有效减少电网的武功损耗。在无功电压自动控制系统中，主要分为下层和上层。系统控制层属上层，下层则为设备设备控制层。系统控制层主要是对风力发电厂的电压和无功功率进行协调和控制，而下层则是对风机侧的就地无公共台进行补偿控制，同时对变电站集中电压无功控制。上层和下层彼此相互协作，共同改善发电厂的电压质量，保持电压的稳定，同时降低电压的损耗。

二，无功电压自动控制原理分析。在整个运行过程中，电压调节器对系统中的电容器和电抗器进行控制，被控制的电压便可以实现系统中无功功率的调节。而其中晶夹管投切电容组在整个系统中实现了无涌流，电弧重燃以及暂态冲击的现象，同时根据不同的电荷变化，调节投切电容器，对电压逐步稳定。

三，无功电压自动控制的系统参数。对于无功电压自动控制的系统参数分为三个方面。第一个方面，对目标，时间的控制。一般情况下，将电压的调节范围控制为3%-7%左右。第二个方面，对运行环境和网络技术的参数进行控制。其主要控制的便是外界环境的温度以及网络数据传输的速率。最后便是对系统运行保护的技术规范。当系统在运行的过程中如果出现问题，便可以让系统进行自我的切断，避免造成更大损害。

4. 小结

综上所述，风力发电技术已经成为了当前阶段中能源发展中重要环节。在尽可能的提高风能的利用率方面，风力发电过程必须做好相应的无功补偿以及减少无功功率等，从而实现风能运用中的无功补偿，推动风力发电的进一步发展。

参考文献：

[1]张家林.风电场电气一次部分的無功补偿技术探究[J].电子世界，2015，（14）：106-107，112.

[2]唐永刚.风电场电气一次部分的无功补偿技术的问题研究[J].电子测试，2018，（21）：101-102.