风力发电场的无功和电压问题研讨.pdfVIP

2006年节能与可再生能源发电技术研讨会论文集 风力发电场的无功和电压问题研究 孟庆和 (华北电力设计院工程有限公司，北京100011) 摘要：对同步发电机和感应发电机在无功功率的调节、电压的波动及低电压保护整定值的差异进行了对比 分析。指出定功率因数运行的双馈感应发电机不能适应电网的要求；风电场的电压波动更加严重：风电场低 电压保护的整定值应针对我国电网的特点进行调整。为提高电网的电压质量和保证风电场的正常运行，装设 动态电压控制设备是必要的。 关键词：风电场：同步发电机；感应发电机；无功功率；功率因数；低电压保护整定值 本文将分析感应发机与常规同步发电机在无 0 引言 功功率调节能力方面的差异以及风电场的电压波 动、低电压保护的整定配合问题。 我国现有风力发电场所采用的感应发电机，虽 然品牌繁多，但是基本上可以分为二大类：机端带 1 从同步发电机和感应发电机的有功功率 有补偿电容器的普通感应发电机和功率因数可以 一无功功率关系曲线的区别看感应发电 调整的双馈感应发机。在正常运行中，前者在发出 机运行的局限性。 有功功率的同时需要吸收无功功率：后者在发出有 功功率的同时可以发出无功功率，也可以吸收无功 在电力系统中运行的同步发电机，其输出有功 功率，根据电网运行的要求决定。 功率P和无功功率Q的可调节范围见图1。 带有补偿电容器的普通感应发电机的补偿原 则是随着有功出力的变化，投、切不同数量的电容 器，使其在不同出力时，补偿后的机端功率因数为 ， ／氐y COS西=O．95～0．99(欠补偿，进相运行)，而风电 鲁是-j∥ 场内的两级升压变压器所吸收的无功功率则需要 由电力系统提供或者另外采取补偿措施；双馈感应 发机的功率因数一般可以在COS多=±0．95内进行 调整，可以发出或者吸收无功功率，但是，由于其 功率因数只能离线调整，在线定功率因数运行，其 一 无功功率不能根据电网要求和电压水平进行独立 7／ 鼍。 调节。 }LF’片 0 D 欠劢磁运行嚣—一 一一过鼢礅远行逸 我囡的风力发电场大多位于电网末端，与系统 的联系薄弱，短路容量较小，保持电压正常水平的 图1同步发电机有功功率尸和无功‘ 能力较低，因此，电压质量和电压稳定性是一个主 功率。关系曲线(容量曲线) 要矛盾。如果不重视并解决这个问题，可能会制约 曲线AD为转子电流限制线；AC为定子电流 风电场的建设规模，或者影响已经投产风电场的正 限制线；GK为有功功率限制线；FNG为低励限制 常运行。 线：LRM为定子端部温升限制线。纵坐标OP线的 154 2006年节能与可再生能源发电技术研讨会论文集 —■—●——■■——■——●————■————■—■■———■■——●————■—■■—-I————■——■■■———■—■—●————■●—■I一