大型并網(wǎng)風電場和光伏電站內(nèi)動態(tài)無功補償?shù)膽?yīng)用技術(shù)分析

王鳳軍

摘 要 在新時期經(jīng)濟不斷發(fā)展的環(huán)境下，風電廠的發(fā)展逐漸成為人們關(guān)注的熱點，風電場的規(guī)模也在擴大，相應(yīng)的，風電場中接入電網(wǎng)容量也在上升。在這種情況下，人們對于電網(wǎng)的安全運行也有了更高的要求。

關(guān)鍵詞 風電場;光伏電站;無功補償

隨著近幾年來城市化進程的不斷加快，能源短缺問題成為人們在關(guān)注的熱點問題。近幾年，能源的短缺問題愈發(fā)嚴重，針對這種情況，更多的科學(xué)人員開始研究新的能源補給，而風能已經(jīng)成為了現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的新能源，電廠的發(fā)電也由傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電變?yōu)榱孙L力發(fā)電。而采用風能作為發(fā)電的原動力，不僅實現(xiàn)了對于資源的充分利用，而且減輕了燃煤發(fā)電對環(huán)境產(chǎn)生的污染，達到了環(huán)保節(jié)約的效果。雖然風力場電網(wǎng)電能的輸送比例在不斷增加，但是并網(wǎng)方式對于電網(wǎng)電能質(zhì)量帶來的影響也變得更為明顯，對風力發(fā)電產(chǎn)生用了更加明顯的制約。針對這種情況，相關(guān)科研人員進行了深入的探究和分析。

1 風電場并網(wǎng)對于電網(wǎng)電能質(zhì)量影響的分析

1.1 對于電網(wǎng)頻率影響

隨著近幾年來風電廠建設(shè)規(guī)模不斷擴大，電網(wǎng)運輸?shù)碾娔苜Y源也在不斷增多。但是在運輸?shù)倪^程當中，功率和波動的影響對于電網(wǎng)的頻率產(chǎn)生了更加明顯的威脅，一旦電網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)遭到干擾電網(wǎng)的電電壓便會迅速下降，甚至可能會使性能比較差的風電機組停止運行，這樣的話就對整體的風電場并網(wǎng)電網(wǎng)的電能質(zhì)量造成很大的影響。除此之外，考慮風電運行輸電波動隨機性，在無風或者風速較低的情況之下電網(wǎng)頻率就會不斷下降，對于整體的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定運行帶來十分不利的影響。因此，相關(guān)工作人員就需要切實增大電網(wǎng)運行系統(tǒng)的容量，使整體的運行效果更好。

1.2 對電網(wǎng)沖擊影響

基于現(xiàn)在的實際運行情況，風電場在運行的過程當中使用頻率最高的發(fā)電設(shè)備就是異步電機，并且在進行操作的過程當中只有滿足速度同步的條件才能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)。但是，異步電機在使用過程當中也存在著一定的問題，比如說因為異步電機缺少相對的獨立勵磁結(jié)構(gòu)，在并網(wǎng)前電壓會全部歸零，如果想在并網(wǎng)后達到以更加穩(wěn)定的電壓狀態(tài)，就需要一個調(diào)試過程。此外，如果風電機的并網(wǎng)處于一個容量比較大的系統(tǒng)當中，沖擊電流對電網(wǎng)的運行帶來的影響就較小，但是如果風電場的并網(wǎng)處于一個容量較小的系統(tǒng)當中，形成的沖擊電流就會對整體的電網(wǎng)電壓產(chǎn)生非常大的影響，甚至?xí)霈F(xiàn)電壓驟停的情況，對于整體的設(shè)備使用帶來非常不利的影響[1]。

2 控制策略

2.1 靜止無功發(fā)生器簡介

靜止無功發(fā)射器是建立在瞬時無功功率概念基礎(chǔ)之上，配合逆變電路而實現(xiàn)的一種無功補償。這種的逆變電路由門極可關(guān)斷晶閘管組成，在進行使用的過程當中調(diào)節(jié)晶閘管的角度，從而實現(xiàn)對于電路的控制。

2.2 控制策略

變流器的逆變電源是我們在進行靜止無功發(fā)生器操作過程當中所采用的直流側(cè)電容電壓。如果整個系統(tǒng)電壓處在一個穩(wěn)定的情況之下，我們就可以通過對于控制器逆變器的調(diào)整來影響無功電流最終的大小，從而通過對于逆變器的輸出來實現(xiàn)整體供電系統(tǒng)輸出的調(diào)整。

2.3 電流直接控制

電流直接控制是對無功電流進行直接的控制，在實際的操作過程當中，靜止型無功發(fā)生器可以根據(jù)自身的控制算法來調(diào)節(jié)自身的無功電流值，進而實現(xiàn)無功補償，在進行無功補償?shù)倪^程當中，不需要測量交流電壓基波的相位和幅值。在進行電流直接控制的過程當中最常用的技術(shù)就是脈沖寬度調(diào)制技術(shù)，在進行控制的過程當中，基于脈沖寬度調(diào)的技術(shù)，我們可以直接測量無功電流，并且對其進行控制[2]。

3 系統(tǒng)控制

3.1 靜止無功發(fā)生器

系統(tǒng)可以安裝兩套無功設(shè)備，容量不同，分別在不同的母線上。兩臺無功補償設(shè)備可以通過母聯(lián)開關(guān)進行連接，整個設(shè)備的主要成分包括控制器模塊脈沖輸出及放大電流。在進行設(shè)計的過程當中，我們需要對無功發(fā)生器模塊和主控器進行對比和選擇。靜止無功補償器主要是由電壓型和電流型兩種，由于電壓型的補償效果和相應(yīng)的指標都比電流經(jīng)要好，所以我們在進行選擇的過程當中可以根據(jù)實際情況進行選擇。對于功率模塊，我們在進行無功補償設(shè)備的安裝過程中選用兼具不同性能的模塊。對于控制器，我們可以選擇信息處理技術(shù)和抗干擾能力更強的芯片。

3.2 硬件電路設(shè)計

靜止無功發(fā)生器的控制是本次研究過程當中所涉及的無功發(fā)生器的控制核心，它的主要任務(wù)是用來控制相應(yīng)的目標控制值，實現(xiàn)實時監(jiān)控，進而確保電網(wǎng)的運行情況正常，并且計算無功補償設(shè)備的實際無功功率。在進行輸出過程當中所采用的控制信號是一種觸發(fā)信號，進而實現(xiàn)無功裝備輸出電路的通斷，進而完成最終的無功補償。

4 結(jié)束語

我們在進行實際操作過程時，應(yīng)當對于整體的技術(shù)體系和實際操作過程中的技術(shù)要點進行分析，從而確保無功補償?shù)膬?yōu)勢可以得到發(fā)展。除此之外，我們還應(yīng)當不斷完善現(xiàn)階段采用的無功補償技術(shù)和電氣自動化技術(shù)，進而推動我國整體電氣自動化技術(shù)和無功補償技術(shù)更加全面的發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升，真正的解決我國能源緊張的問題，帶動我國經(jīng)濟發(fā)展，使我國整體的經(jīng)濟水平得到提高。

參考文獻

[1] 任繼光.大型并網(wǎng)風電場和光伏電站內(nèi)動態(tài)無功補償?shù)膽?yīng)用技術(shù)探討[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2017，（3）：48-49.

[2] 鄭海濤，鄭昕，吳興全，等.大型并網(wǎng)風電場和光伏電站內(nèi)動態(tài)無功補償?shù)膽?yīng)用技術(shù)分析[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2014，42（16）：149-154.