无功补偿技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇无功补偿技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

在当前技术条件支持下，电力系统无功补偿所采取的方法类型众多，主要包括同步发电机、同步电动机、并联电容器、静止无功补偿装置以及静止无功发生器等。其中同步发电机、同步电动机已经逐步被电容器以及新型静止无功发生器所取代，而新型静止无功发生器以其独特的应用优势与发展速度在无功补偿领域中受到了越来越广泛的重视。在以上多种无功补偿技术当中，以同步发电机模式为最早应用的补偿设备之一，这种补偿方式的运行效率低下，已逐步被淘汰。在此之后，并联电容器在无功补偿中得到了应用，它是通过降低电压相量与电流相量相位差的方式，提高回路功率因数，但由于存在谐波干扰的问题，同样较少使用。随着现代电力电子技术的发展，静止无功补偿装置得到了整个行业的关注与重视。1967年，英国首先制成了第一批自饱和电抗器下的静止无功补偿装置，被尝试应用于115kV电网系统中，取得了满意的无功补偿效果。当前，静止无功补偿装置的具体结构有两种类型：第一是基于半导体控制投切电容的静止无功补偿装置。这种无功补偿装置的主回路上有多台电容器保持并联关系，根据系统所需的无功电流大小来决定补偿电流的水平以及电容的投入数量；第二是基于可抗电抗器的静止无功补偿装置，它的主回路上通过控制双向晶闸管导通角的方式发挥对电抗器电流的控制目的。当然，在具体工作中，以上两种结构的静止无功补偿装置可以混合使用，一方面解决因单独使用半导体控制投切电容可能出现的电流无法持续补偿问题，另一方面可以解决因单独使用可抗电抗器可能出现的大容量补偿体积过大问题。在静止无功补偿装置的基础之上，新型静止无功发生器的应用同样得到了各方人员的关注与重视。这种无功补偿装置的主要通过电抗器或采取直接的方式将自换相桥式电路与电网并联，对交流侧输出电压相位以及电压幅值进行调整的方式，让电路实现吸收或发出所需无功电流的目的。相对于静止无功补偿装置而言，这种无功发生器的优势在于调节速度快、运行范围广、谐波干扰小。

二无功补偿技术的发展

根据以上分析来看，无功补偿技术在近年来取得了非常显著的发展成效，在无功补偿效能方面也有一定的完善。然而在当前的无功补偿技术方案中，还存在一定的不足，未来在无功补偿技术上还需要向着以下三个方向做进一步的发展：第一，合理应用新型信息检测技术以及信号处理技术，当前大量的理论与实践研究已经证实——广义瞬时无功功率检测方法即便是在电网电压出现畸变或不对称问题的情况下，仍然能够对基波正序瞬时无功电流以及不对称（高次谐波）瞬时无功电流进行准确的分离。在此基础之上，根据分离得到的不同类型的瞬时无功电流，在无功补偿时有选择性地进行部分补偿或完全补偿，整体运行效能好，未来需要进一步探索将这种信息检测技术与无功补偿装置的融合方法。除此以外，考虑到电力系统具有数据规模庞大、数据质量整体水平较低以及数据量大等方面的特点，同时系统要求相关装置能够根据所接收的数据快速、高效地做出反应，因此，在无功补偿装置方面，还需要探索将其与数据挖掘技术以及粗糙集技术的融合方法，以提高无功补偿装置在处理庞大数据以及获取重要信息方面的能力。第二，促进控制理论、控制方法的发展。在现代计算机技术快速发展的背景之下，无功补偿装置中现代化的控制器、控制方法以及控制理论得到了非常深刻的体现。在无功补偿装置系统设置中，通过引入新型的数字化处理器，不但能够使数据采集的工作效率得到提高，还对处理的精度、实时性有重要影响，通过对控制方法的完善达到提高无功补偿装置运行效能的目的。第三，提高电力电子器件性能。在整个电力系统当中，所使用电子器件的具体性能将对整个无功补偿装置的运行效率产生直接性的影响。因此，为了提高无功补偿装置的运行效能，可以尝试从材料、技术、工艺等多个方面入手，提高基于半控制或全控制电力电子期间的性能。特别是在国内当前技术水平比较薄弱的全控型电子期间中苦下功夫，能够为无功补偿技术的应用带来非常深远的影响。

三结语

篇(2)

Abstract： In the coal mine there are lots of perceptual load in power system. Reactive power can't meet the demand. This paper use FPGA for rapid real time calculation of reactive power， with the improved nine area chart as a reactive power compensation strategy， avoid frequent for compensation equipment， prolong the service life of equipment. For fast dynamic reactive power compensation， improve system power factor， and improve the level of grid voltage. It also played a certain role in protecting the electrical equipment.

关键词： 无功补偿；FPGA；改进九区图

Key words： reactive power compensation；FPGA；improved nine area chart

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）29-0045-02

0 引言

当前，煤炭资源在我国能源结构中仍然占有很大比重，所以煤炭资源的稳定生产关系极其重要。煤炭资源的开发和生产过程中所用到的大型设备如主、副井提升机、采煤机等都是以电能作为其动力能源的设备，因此一定要保证煤炭部门的正常用电。煤炭工业属于一级电力用户，但因地域环境等因素，不少煤矿距离大电网较远，使得用电电压较低，功率因数低于正常水平，无功功率不足，且广泛存在着三相异步电动机等大量的感性负荷，消耗大量无功，使得功率因数进一步降低，致使用电设备无法正常工作或损坏。

1 井下无功补偿设备与补偿方式

井下的无功补偿设备一般有以下几种静止电容器、静止补偿器与静止无功发生器等，常用的补偿方式有就地无功补偿、分散无功补偿和集中无功补偿等，这几种补偿设备和补偿方式各有各的优缺点，使用时根据井下电力系统的实际情况进行选择。并联电容器无功补偿技术是提高功率因数最直接、最经济的方式，且一般采用就地补偿的补偿方式，通过控制系统自动投切电容器，无功补偿的距离最短，减少无功在电力线路上的传输，节约电能。

2 无功补偿的基本原理

电力系统中的感性负荷需要消耗系统无功功率，使得系统无功减少，相应的功率因数降低，电压水平下降，而电容器等可产生无功功率的设备可以并联在感性负荷处，产生容性无功功率，以补偿感性设备消耗的无功，使功率因数增大，电压水平上升，起到补偿目的。

若系统的有功功率为P，我们假设有功功率P一定的情况下，感性负荷需要的无功功率为Q。没有进行补偿时系统无功功率为Q1，功率因数角为θ1，在此处进行无功补偿，补偿容量为Q2，则相应的功率因数角增大为θ2，功率因数值也相应增大，而复功率的有效值却减少了，提高了送电量，减少了无功在电力线路上的传播，节约了电能。另外，当系统无功不足时，产生的直接后果就是线路的电压过低，导致线路的电压损耗增大。

图2中系统的无功需求为QS，由电源提供的无功为QN，无功功率平衡后所决定的电压水平为正常电压水平UN，但当系统电源所提供的无功功率较少（图2中为QM）时，无功功率经过一定的条件也能达到平衡，但此时所决定的电压水平就会低于正常水平为U，使得一些设备因电压过低而被迫停机，所以当系统出现无功不足时需要及时进行合理的补偿，才可以有效避免这类情况的发生。

3 实现方法

在计算无功功率时需要对其进行快速傅里叶变换的复化计算，用以得到近乎瞬时的无功功率值，然后通过FPGA的相应的控制程序实现对并联电容器组地投切，起到补偿或减少无功的目的。系统电网中某次谐波的无功功率的计算式Qk=■（WukNik-NukWik）（1）

上式中的 Wuk、Nik、Nuk、Wik分别对应该次谐波下电压和电流信号的傅立叶变换系数。经FFT运算即可得到无功功率的表达式为

Qk=■{H2（k）+L2（S-k）-L2（k）-H2（S-k）}（2）

其中H、L为复数的实部和虚部两个数组，进行FFT时相应的蝶形运算的因子为D′s=cos？兹-jsin？兹 ？兹=■r

计算得到无功功率值后需要进行相应的控制策略分析，得到并联电容器的动作方式。控制策略一般选取无功功率补偿常用到的九区图控制策略，但因其本身存在着振荡及装置频繁动作的缺陷，所以需对九区图进行一些优化。

即在原有九个区域的基础上，把其中2、4、6、8四个区域又各自分成两个小区域，其中ΔQ为分接头调节一档引起的无功最大变化量，ΔU为为投切一组电容器组引起的电压最大变化量。这样进行改进之后使得无功功率的判断更为准确，不会在边界线上来回振荡，造成并联电容器的频繁投切。在使用FPGA完成对电容器的投切控制操作时需要在软件中设置采集电压电流信号的硬件接口和控制并联电容器投切的硬件接口而且需要对软件系统进行优化，减少延时，以保证准确快速地实现无功功率的补偿。

4 结束语

对煤矿电网无功功率进行补偿，文中用FPGA实现对无功功率的实时动态补偿，且采用改进九区图进行补偿的控制策略设置，避免了设备的误动作与振荡现象的发生。改善了电网电压水平，提高了功率因数，极大地改善了煤矿电力系统的电能质量，具有很好的推广价值。

参考文献：

[1]卢军晓，王富元.煤矿井下电力系统谐波与无功功率综合补偿的研究[J].装备制造技术，2010（8）.

[2]李明锋.煤矿无功优化方案与应用[D].山东科技大学硕士论文，2011.

篇(3)

论文摘要：电压是衡量电能质量的一个重要指标。电力系统中各种用电设备只有在电压为额定值时才有最好的技术和经济指标。但是在电力系统的正常运行中，用电负荷和系统运行方式是经常变化的，由此引起电压发生变化，不可避免地出现电压偏移。而电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡，系统中各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则就会偏离额定值。

1、前言

总体来说，电力系统有效和可靠的运行，电压和无功功率的控制应满足以下目标：

1.1系统中有所有装置的在端电压应在可接受的限制内。

1.2为保证最大限度利用输电系统，应加强系统稳定性。

1.3应使无功功率传输最小，以使得RI2和XI2损耗减小到最小。

当负荷变化时，输电系统的无功功率的要求也要变化。由于无功功率不能长距离传输，电压只能通过遍布整个系统的具体装置来进行有效控制。

2、无功功率的产生和吸收

同步发电机可以产生或吸收无功功率，这取决于其励磁情况。当过励时产生无功功率，当欠励时吸收无功功率。

架空线路产生或吸收无功功率取决于负荷电流。当负荷低于自然负荷（波阻抗），线路产生纯无功功率；当高于自然负荷时，线路吸收无功功率。

地下电缆，由于它们对地电容较大，因此具有较高的自然负荷。它们通常工作在低于自然负荷情形下，因此在所有运行条件下总发生无功功率。

变压器不管其负载如何，总是吸收无功功率。空载时，起主要作用的是并联激励电抗；满载时，起主要作用的是串联漏抗。

负荷通常吸收无功功率。由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。

3、无功功率的补偿

3.1无功功率不足的危害：交流电力系统需要电源供给两部分能量：一部分将用于做功而被消耗掉，这部分称为“有功功率”；另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有做功，称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立磁场，电动机，变压器等设备就不能运转。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件正常工作所需要的功率交换。无功功率不足，无功电源和无功负荷将处于低电压的平衡状态，将给电力系统带来诸如出力不足，电力系统损耗增加，设备损坏等一系列的损害，甚至可能引起电压崩溃事故，造成电网大面积停电。

3.2无功补偿原理：在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流之后电压九十度，纯电容负载中电流超前电压九十度，也就是说纯电容中电流和纯电感中的电流相位差为180度，可以互相抵消，即当电源向外供电时，感性负荷向外释放的能量由荣幸负荷储存起来；当感性负载需要能量时，再由荣幸负荷向外释放的能量来提供。能量在两种负荷间相互交换，感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，实现了无功功率就地解决，达到补偿的目的。 转贴于

3.3无功补偿的三种形式：

3.3.1集中补偿

集中补偿就是把电容器组集中安装在变电所的二次侧的母线上或配电变压器低压母线上，这种补偿方式，安装简便，运行可靠，利用率高，但当电气设备不连续运转或轻负荷时，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压升高，电压质量变坏。季节性用电较强，空载运行较长又无人值守的配电变压器不宜采用。

3.3.2分散补偿

分散补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所个分路的出线上，形成抵押电网内部的多组分散补偿方式，它能与工厂部分负荷的变动同时投切，适合负荷比较分散的补偿场合，这种补偿方式效果较好，且补偿方式灵活，易于控制。

3.3.3个别补偿

个别补偿是对单台用电设备所需无功就近补偿的方法，把电容器直接接到单台用电设备的同一电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，俗称随机补偿。这种补偿方法的效果最好，它能实现就地平衡无功电流，又能避免无负荷时的过补偿，是农网中队异步电动机进行补偿的常用方法。

3.4无功补偿设备

根据补偿的效果而言，电容器可以补偿负荷侧的无功功率，提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。电抗器可以吸收电网多余的线路充电功率，改善电网低谷负荷时的运行电压，减少发电机的进相运行深度，提高电网运行性能。

3.4.1无源补偿设备装置

并联电抗器，并联电容器和串联电容器。这些装置可以是固定连接式的或开闭式的，无源补偿设备仅用于特性阻抗补偿和线路的阻抗补偿，如并联电抗器用于输电线路分布电容的补偿以防空载长线路末端电压升高，并联电容器用来产生无功以减小线路无功输送，减小电压损失；串联电容器可用于长线路补偿等。电力系统变电站内广泛安装了无功补偿电容器，用来就地无功平衡，减少线损，提高电压水平。

3.4.2有源补偿装置

通常为并联连接式的，用于维持末端电压恒定，能对连接处的微小电压偏移做出反应，准确地发出或吸收无功功率的修正量。如用饱和电抗器作为内在固有控制，用同步补偿器和可控硅控制的补偿器作为外部控制的方式。

4、结束语

无功补偿对提高功率因数，改善电压质量，降损节能、提高供电设备的出力都有很好的作用。只要依靠科技进步，加大资金投入，优化无功补偿配置，实现无功的动态平衡是完全可能的。

参考文献：

[1] PRABHA KUNDUR 著.电力系统的稳定与控制[M]．中国电力出版社．

篇(4)

【关键词】：中压配电网络；低电压补偿调控技术；实现

1、低电压特征分类

长期性低电压指用户低电压情况持续3个月或日负荷高峰低电压持续6个月以上的低电压现象；季节性低电压是指度夏度冬、春灌秋收、逢年过节、烤茶制烟等时段出现的具有周期规律的低电压现象；短时性低电压主要是指由农村居民临时性挂接负荷或建筑用电负荷引起的不具有长期性和季节性特点的阶段性不规律低电压现象。

2、工程实例

2.1实施点自然状况及分析

本文以某线为例。线路亘长78km，电杆1161基，干线长33km（1#-498#大岭沟）干线导线类型1-468号LGJ-70，469-498号LGJ-50；有线路真空开关4组；线路固定抵偿电容器4组288kvar；配电变压器63台，总容量为1760kVA。2012年运行数据标明最大负荷时首端电压为10.4kV，结尾电压为8.22kV，配电变压器首端相电压189V。铜台线2012年月典型日有功和无功功率基本情况如表1所示。

2.2实施点的实施方案研究

经过表1首先挑选月最大有功负荷线路没有无功补偿条件下进行潮流计算，重新断定无功优化计划，在此基础上断定线路调压器的容量和装置方位，并进行校验。

（1）无功优化方案

经过铜台线的自然情况和表1可知，线路固定抵偿容量为288kvar，而线路最小有功功率对应的最小无功功率为?236kvar，可知线路的最小无功功率是288?236=52kvar，单台50kvar是线路的固定抵偿容量。线路固定抵偿容量假如没有运行材料可由下式确定：

（1）

式中?Q0i为线路中每台配电变压器的空载无功损耗（不含高压用户高压抵偿配电变压器），kvar。由表1和原有安装无功抵偿容量可推算出铜台线最大无功需求量为656kvar，在原有安装容量288kvar下最大负荷时功率因数为0.97。依据表1线路的最大有功功率和最大无功功率的需求，规划抵偿总容量为440kvar，其间50kvar为固定抵偿，390kvar为动态抵偿。规划抵偿点为3处，其间237号杆，抵偿90kvar（动态90kvar）；353分支21号杆，抵偿180kvar（动态60kvar+动态120kvar）；426号杆，抵偿170kvar（动态120kvar+固定50kvar）。上位机体系依据变电站出口的无功潮流将4组动态加1组固定抵偿运转方法能够构成17种排列组合，上位机体系本着无功功率平衡的准则进行优化组合，再指令安点缀下位机进行长途控制，完成整条线路的无功动态平衡。图1所示为无功抵偿前整条线路无功潮流分布，图2为抵偿后无功潮流的变化分布。

图2补偿后无功潮流

10kV线路无功优化体系已在某区域农电体系10kV线路进步行了实施研讨，起到了良好的作用，为本课题的研讨积累了实践经验。图3为线路2组动态抵偿装置实例，电容器分体装置，与以往常用的H台无功抵偿箱比较重量轻、体积小、占地面积小等优势。图4为上位机管理体系抵偿以后的功率因数日运转曲线图，运转曲线显现功率因数是接近于1的一条直线。

（2）线路调压器安装位置和容量的确定

在无功优化的基础上，潮流计算要按首端最大负荷状况进行，满足电压损失率不超越5%的范围内判定线路调压器方位。线路调压器设备方位可由下式确定：

（2）

图3线路两组动态补偿安装实例

图4补偿后功率因数日曲线图

经无计算功优化后电压降可知，线路调压器装置方位只需选在间隔首端小于7.76km就能满足条件，固装置方位选在107号杆位。线路调压器的容量装置点最大潮流的要求要满足，按线路配电变压器容量份额统计和首端最大有功功率，线路最大潮流是1230kVA在装置点以后，考虑后期开展线路调压器的容量选为1600kVA。线路调压器的参数如表2所示。

表2线路调压器参数

该调压器为SVR型线路主动调压器，具有遥信、遥测、遥谐和遥控功用，同时调压范围在0-+20%。经过计算整个配电线路台区的潮流分布，得到节点电压对台区变化的灵敏度及线路每个节点的压降。在线路结尾装置馈线终端装置，对线路结尾电压进行实时监控，而且由GPRS通讯技能将线路结尾电压实时数据传递给上位机，上位机再依据结尾电压和线路调压器的档位实际情况，指令线路调压器进行档位调整，实现长途调压的目的。

结语

线路无功抵偿控制方法以往都是装置点就地采样就地控制方式，并且多数是功率因数控制型，装置点的无功负荷只要大于装置容量时才干投入运转。因而，抵偿电容器的投运率受装置点的无功潮流约束。论文研讨的无功优化智能体系特点在于线路首端收集无功功率的大小，整条线路由上位机管理模式，与无功抵偿装置点的无功潮流没有关系，抵偿点宜选在从结尾计算无功潮流抵偿容量的一半处，实践运转时抵偿点向结尾和首端双向无功输送，使线路无功潮流为最小，有用的减少了无功潮流导致的线路有功损耗和电压损耗。

【参考文献】：

篇(5)

关键词：电力系统；配电线路；无功补偿；存在问题；对策分析

中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

改革开放以来，我国的经济得到了迅速的发展，社会主义市场经济体制得到不断的完善，科学技术得到不断的突破，不仅仅大大的改善了我国的经济发展状况，改善了我国的经济发展结构，也极大的带动了电力事业的发展，伴随着社会主义经济的全面繁荣发展，我国对电力的需求量也大大增加，对供电，配电水平和质量有了更高的要求。但是，由于我国的电力事业发展起步较晚，虽然发展迅速，但是依然存在着很多问题，在快速发展的途中，面临着来自各个方面的干预和限制，使得我国的电力系统中依旧存在着很多缺陷和不足。比如目前变电站普遍存在着供电半径长、电压质量差、功率因数低、无功功率分配不合理等状况。因此，在新时期，加强对电力系统中配电线路的无功补偿研究具有社会现实意义。

二、无功补偿概述

无功补偿是指为满足电力网和负荷端电压水平及经济运行的要求，必须在电力网和负荷端设置的无功电源，如电容器、调相机等。

我国的电力事业起步较晚，虽然这些年发展十分迅速，但是从整体而言，发展不均衡，区域差别大，同时，在电力网络逐渐完善的过程中，长期存在着一个弊端，那就是我国的变电站很多时候都存在着无功补偿的容量不足，且在此过程中配备缺乏规范性，造成配备不合理的现象，虽然电力设备和相关的技术在近些年得到了更多的重视，技术有了突破，设备也有了更新，但是，一些关系到核心技术的快速响应设备依旧严重缺乏。伴随着我国城乡经济的全面发展，大功率的非线性负荷量也大幅度增加，整个电网在运行过程中，面临的无功冲击和各种谐波污染情况也越来越严重，由于无功调节的手段缺乏，或者是调节效率低下，母线的电压变化很大，电压合格率较低，同时，电网的配电系统中的线损率逐渐上升。

实施无功补偿可以很大程度的让整个电网中的电压更加稳定，既可以让整个电网系统的安全防护战略得到贯彻落实，也能够使得电网的运行更为安全稳定，如此，便推动了整个电网的运行质量，使得电网中的电能质量得到提升，使得整个系统运行状况得到改善。

三、电力系统中无功补偿方案存在的问题分析

伴随着我国电力事业的发展，结合笔者多年的电力事业工作经验，从用户在用电过程中的反馈情况，以及外部特性和相关的各项指标而言，在现阶段使用的一些无功补偿自动补偿器都存在着一些问题，主要而言，表现在，其一，目前的自动补偿方式一般都是针对采样点的数据进行分析计算，这样一来，控制器间会缺乏必要的信息交流，其二，采用的算法相对而言比较落后，控制器难以综合整个电力网络运行的状况，从而难以让整个无功潮流的分布从整体而言，难以获得最佳的经济效益。其三，对电网的遥测技术相对缺乏，难以适应不断发展进步的发展要求。因此，要想保证优质的电力输配送，需要结合具体的情况做出分析，并提出解决方案措施和改进措施。

1.智能型单节点最优无功补偿的实现

在进行电力系统的配电线路无功补偿过程中，要达到无功补偿最优控制的目的，需要在特定的所给定的补偿电容的基础上，找到一种允许的控制方式，从而可以使得电路的功率因素可以变得最大，如果在现场是三相平衡或者是负荷相对较小的一些无关紧要的节点，一般而言，可以使用单片机作为比较核心的控制器，在此过程中，可以运用线性规划的控制算法，通过这种方式可以更好的控制投切电容器的容量，如此，可以达到最为优化的控制效果。

补偿电容采用步进控制以提高控制精度

一般可在得出需投切组数n1后一次投入,但由于存在实际电容值与标称值不一致,且在运行中电容器可能损坏等因素,可能产生控制误差,同时也容易造成对电网的冲击过大。所以,在实际运行时,采用步进控制,即每个时间间隔投切一组电容器,直到n1组投切完毕为止。

（二）优化时间控制

在步进投切电容器时,采用不等距时间控制,先以较小的时间间隔t1完成前n1-1组电容的投切,等待一段时间t2后,观察电网各项参数,确认可继续投切电容器后,计算通断率,再完成最后一组电容器的投切工作。这样,在保证控制精度的同时,提高系统动作的快速性,实现精度约束下的智能型最优时间控制。在实际控制中,电容容量随电压变化而波动,电容分级的量化误差ΔQ′也是变化的。ΔQ是额定电压为UN时的量化误差;U为实际电压。控制器根据电压变化自动修正量化误差,使得每次控制误差小于ΔQ ′/2 。当电容已“加满”或“减空”而仍需增减电容时,控制器将输出最大或最小值,从而避免了由于执行机构产生误动作而对电网造成的冲击。

2.变电所的二次集中补偿的方式

此方式指的是将变电所的母线(10干伏)上集中进行电容器的配置安装。而补偿的容毓则是根据主变容量15％—30％进行配备，但是，此方式对配电网来说具有以下的缺点：由于配电网其负荷具有很强的季节性．并且设备的负载率较低．因而变电所选择的无功补偿容量不能很好地适应各个季节的变化以及昼夜之问的大幅度变化所需无功负荷的需要。

3.配电线路其杆上的集中补偿方式

采用这种补偿方式，一般而言，多指在线路的各个负荷集中点上，选择集中点实施电容器的集中安装，用这种补偿方式，相对于一些变电所的二次集中补偿方式而言，具有相对的比较优势，同时，这种方式也需要有些也问题和缺陷要解决，所以要有选择性的进行使用。

4.智能型无功控制策略

采集线路中三相电压和电流信号，跟踪系统中的无功变化，取无功功率作控制物理量，取用户设定功率因数做投切参考限量，依据模糊控制理论，智能选择电容器组合，针对星角结合情况智能投切；通过设定过压与欠压保护值，设置低谷高电压禁投与高峰低电压禁切电压值，以无功功率为投切门限值，科学限制电压条件，使其具有缺相保护功能，同时采用智能控制理论设置电容投切控制，以自动及时地投切电容补偿，补偿无功功率容量；根据配电系统三相中每一相无功功率大小，智能选择电容器组合；依据“取平补齐”原则投入电网，实现电容器投切的智能控制，提高补偿精度。

5.智能无功补偿容量选择

智能无功补偿容量的主要达成目的是平衡线路的无功功率。因其补偿容量计算与选择较为复杂，目前多根据静态容量极值进行选择。主要为单负荷就地补偿容量选择和多负荷补偿容量选择。

四、结束语

伴随着我国经济的迅速发展，国民经济的增长和人民生活水平的提高将会对我国的供配电线路有着更为严格的要求，在此过程中，合理选择无功补偿方案和补偿容量，科学应用无功补偿技术，设计配置无功补偿设备，能有效提高电压的稳定性，保证电网电压的质量，提高发输电设备的利用率，降低电力系统设备的损坏和有功网损，减少能耗和发电费用，从而使得电力系统能够更好的服务于社会主义经济建设。

参考文献：

[1]杨建军，战红，鲁成杰. 配电线路集中无功补偿优化的改进遗传算法.《电力系统保护与控制》 ISTIC EI PKU -2010年1期.

[2]王彬.农村电网系统中配电线路无功补偿.《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年8期.

[3]马国清.试论配电线路的无功补偿.《北京电力高等专科学校学报(自然科学版)》 -2011年7期.

[4]张勇军,任震,李本河,郑风雷.配电线路杆上无功补偿优化算法.《华南理工大学学报(自然科学版)》 ISTIC EI PKU -2008年4期.

篇(6)

论文摘要：本文对灵活交流输电技术进行了综述，对灵活交流输电系统中主要的几种控制器进行了介绍，重点介绍了相间功率控制器技术的国内外研究现状。

引言

灵活交流输电(FACTS)技术是现代电力电子技术与传统的潮流控制相结合的产物。它采用可靠性高的大功率可控硅元件代替机械式高压开关，使电力系统中影响潮流分布的三个主要电气参数(电压、线路阻抗及功率角)可按照系统的需要迅速调整，以期实现输送功率的合理分配，电压的合理控制，降低功率损耗和发电成本，大幅度提高系统稳定性，可靠性。此项技术是实现电力系统安全经济、综合控制的重要手段。

FACTS技术一经提出立即受到各国电力工作者的高度重视，国内外一些权威人士已经将灵活交流输电、综合自动化和EMS技术一起预测将其确定为“未来输电系统新时代的三项支撑技术”。美国、日本等发达国家，以及我国都投入了大量的人力和物力对此进行开发研究，很多装置已经投入了实际运行，在电力系统中发挥着重要的作用。

FACTS中的控制器

1、静止无功补偿器SVC

静止无功补偿器的典型代表是晶闸管投切的电容器(TSC)，和晶闸管控制的电抗器(TCR)。实际应用中，将TCR与并联电容器配合使用，根据投切电容器的元件不同，可分为TCR与固定电容器配合使用的静止无功补偿器，和TCR与断路器投切电容器配合使用的补偿器，以及TCR与TSC配合使用的无功补偿器。这些组合而成的SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率，进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变，但SVC只能补偿系统的电压，其无功输出与补偿点节点电压的平方成正比，当电压降低时其补偿作用会减弱。SVC的主要作用是电压控制，采用适当的控制方式后，SVC也可以有阻尼系统功率振荡和增加稳定性等作用。目前，SVC技术已经比较成熟，国外从60年代就已经开始应用SVC，七十年代末开始用于输电系统的电压控制，经过几十年的发展，不仅将静止无功补偿器，用于输电系统的电压控制，也用于配电系统的补偿和控制，还可用于电力终端用户的无功补偿一电压控制。

2、静止同步补偿器STATCOM

静止同步补偿器也可以称为ASVG——有源静止无功发生器。它的基本原理是将自换相桥式电路直接或者通过电抗器并联到电网上，适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，就可以使该电路吸收或发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿。ASVG根据直流侧采用的电容和电感两种不同的储能元件，可以分为电压型和电流型。它可以通过控制其容性或感性电流，与系统交换无功，在任何系统电压的情况下，都能输出额定的无功功率，与SVC相比，在系统故障的情况下静止同步补偿器维持系统电压，提高系统暂态稳定性和抑制系统振荡的作用较明显；近二十几年，静止同步补偿器受到了国内外专家学者的普遍重视，日本从1980年研制出第一台20Mvar的强迫自换相的桥式ASVG，1991年又投入了一台±80Mvar的ASVG成功地运行在154kV的输电线路上，而美国于1995年投入了一台±100Mvar的ASVG。我国清华大学和河南电力局共同研制成功了一台±20Mvar的静止无功补偿器，并于1999年在河南洛阳朝阳变电所投入运行。

3、并联蓄能系统

并联蓄能装置包括蓄电池蓄能系统(BESS)和超导磁能存储器(SMES)等，是采用并联式电压源换流器的能量存储系统，其换流器可通过快速调节向交流系统供给或吸收电能。将SMES用于两机系统的频率控制，可以有效地抑制两系统之间的频率偏移。也可将SMES与静止移相器相结合用于互联系统负荷频率控制。但这种超导储能装置不但技术要求高，而且在目前的条件下投资费用比较昂贵，大量投入系统运行还存在一定的困难。

4、晶闸管控制的串联电容器TCSC

晶闸管控制的串联电容器的模块主要由串联电容和含有电抗、晶闸管开关的并联回路组成，通过可控硅控制可以灵活、连续地改变补偿容量，达到快速响应的效果。TCSC在改善电力系统性能方面有很多优点，将TCSC用于高压输电系统，可发挥现有系统的潜力，提高功率传输极限，灵活地调节系统潮流，增加系统阻尼作用，是保证超高压电网安全稳定运行的重要措施。

TCSC与其它FACTS装置相比，潮流控制功能比较简单，受到了GE、ABB和Siemens等大公司的关注和重视。在美国有三处已经安装了TCSC，并且运行良好，瑞典、巴西等国家也相继将TCSC投入实际运行。我国在伊敏电厂至齐齐哈尔地区的冯屯变电站的双回输电线上采用串联补偿技术。

5、静止同步串联补偿器SSSC

静止同步串联补偿器是以DC/AC逆变器为基本结构，它的基本原理是向线路注入一个与电压相差90的可控电压，以快速控制线路的有效阻抗、从而进行有效地系统控制。它在系统中的作用有些类似于TCSC，但是，它控制潮流的能力远大于单方向减少线路阻抗功能的TCSC控制器，并且谐波含量小。

6、晶闸管控制的移相变压器TCPST

晶闸管控制的移相变压器是利用可控硅开关控制移相角度从而改变线路两侧的移相角来控制潮流的大小或方向。移相器的发展比较早，早在三十年代第一台移相器已经在美国投入运行，随着电力电子技术的发展，70年代开始各国电力专家将晶闸管与移相器相结合开始进行晶闸管控制的移相器TCPST的研究。经研究表明TCPST具有提高联络线传输潮流，抑制小干扰，提高系统稳定性，阻尼功率振荡，母线电压控制，规约联络线潮流等功能，晶闸管控制的移相器的控制速度快，相角阶梯可以很小，甚至达到无级调节，但晶闸管控制的移相器有一个缺点，它本身需要消耗无功功率，运行中一般需要与无功补偿装置联合使用，并且谐波的含量较高，因此对电能质量有一定的影响。

7、可转换式静止补偿器CSC

可转换式静止补偿器是近两年推出的FACTS控制器的一种新产品，它实际上是将基于同步变流器的串并联补偿器技术，通过在结构上实现柔性化，使其可以更加灵活地应对不断变化的电力系统要求。CSC是由2台电压源换流器、一个与输电线并联的变压器和2个串联的变压器组成。通过开关的转换实现补偿器的不同运行工作状态，根据控制目标的不同，CSC可以提供静止同步无功补偿器，静止同步串联无功补偿器、统一潮流控制器和线间潮流控制器4种基本控制方式。

8、统一潮流控制器UPFC

UPFC的概念是由美国西屋科技中心的L.Gyugyi于1992年首次推出的，统一潮流控制器是一种从原有潮流控制装置的基础上发展而来的新型潮流控制装置，它由一个并联的换流器和一个串联的换流器通过公共侧的电容耦合而成，仅仅通过控制量的变化就可以分别实现并联补偿、串联补偿或移相器的功能，也可以将三者的功能结合使用。通过不同控制策略的设计，UPFC不但可以用于控制母线电压。线路潮流、提高系统动态和暂态稳定性，抑制系统振荡，而且可以快速地转换工作状态以适应系统的紧急状态的需要。它被认为是FACTS家族中最有代表性、功能最强大和技术最复杂的成员。

篇(7)

【关键词】风电场；无功；优化配置

1.存在的问题分析

2012年6月生效的国标《风电场接入电力系统技术规定》（GB/T 19963-2011）对通过110（66）kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的无功容量配置原则进行了阐明，具体见标准第19、20两大条，分别对风电场无功电源的符合要求和无功容量配置进行了规定。

上述标准条文仅给出了指导性建议，其所规定的风电场无功容量配置存在的主要问题在于，在现行工程计算中，往往采取风电场额定容量一定百分比的形式粗略计算。计算结果极容易造成容量浪费，带来投资浪费；或者容量不足；再者，目前风电场无功容量配置缺乏对无功补偿类型细分。在现行工程计算中，往往“宁枉勿纵”，对动态调节性能较好、价格较高的无功补偿装置配置过剩。此外，该规程在具体设计时应用存在局限性，按照规程要求进行补偿，当风电装机容量较小、送出线路较短时，其无功补偿容量裕度较大，经济性略差；当风电装机容量较大，送出线路长度较长时，其无功补偿容量裕度较小，可靠性略差。风电场无功优化控制可以分为无功规划优化和无功运行优化两个部分。目前，国内外关于风电场无功优化控制的文章并不是很多，但是对电力系统无功优化的讨论已经比较成熟。对于无功优化的的研究，学者们大都关注于电力系统内部或含有风电场的配电网内部的无功优化研究，专门研究风电场内无功优化的文献较少。[1]以电网有功损耗和无功补偿装置投资的综合费用作为电力系统无功规划优化的目标函数，将电压稳定性作为无功会话问题的约束条件，求得在和合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案。[2]针对风电场无功优化补偿模型，提出无功投资、电压稳定和有功网损的多目标函数，应用灵敏度发和改进遗传算法分别来确定风电场的补偿地方和容量，文中没有充分考虑风力发电机的无功支撑能力。[3]通过对调压变压器、投切电容器、SVC和SVG等无功补偿装置制定不同的无功控制策略，实现了风电场低电压穿越能力和最小有功损耗，但也只考虑了无功补偿装置和补偿能力。文献[4]综合考虑风速和负荷的变化对风电场有功和无功输出的影响，对系统各种工况进行计算，得出总的补偿容量值。在基于遗传算法求得无功补偿值下，可使得风电场母线电压在允许值范围内并且电容器动作次数最少，但文中对风机无功出力分配只采取了简单的平均分配原则，没有更细致的研究，且基于遗传算法的无功优化配置方法计算复杂。

综上所述，提供一种能够考虑风力发电机组无功容量、综合考虑风电场接入方式、无功补偿与电压管理多目标的并易于工程设计实现的无功容量计算方法及相应的无功补偿配置方案，解决目前风电场无功优化配置问题，十分必要。本文以华能大龙潭风电场为分析研究对象。针对规划中风电场的动态无功补偿设计和已建电场无功补偿装置改造设计中涉及的容量优化配置分别提出了基于潮流计算的无功配置方法和基于现场录波数据仿真模型的优化设计方式。

2.风电场动态无功补偿安装地点

风电场动态无功补偿装置加装地点主要有集中补偿点和分散补偿点两类，示意图如下所示，集中补偿点根据又可以分为汇流站主变高压侧、低压侧，分别对应图中的集中补偿点A和集中补偿点B，分散补偿点在风机端，见图中的分散补偿点C。感应异步风机由于本身需要较多的无功功率，一般在风机端加装无功补偿装置进行分散补偿，并在风电场并网点出安装集中补偿。双馈风机和直驱风机由于变流器可控输出功率因数，并且可发少量的无功功率补偿，因此，不需要在风机端分散补偿，只需要在风场并网点进行集中补偿即可。并网点集中补偿，受限于目前的电力电子功率器件电压等级和SVG拓扑结构限制，若在主变高压侧设置动态无功补偿，SVG连接专用变压器和SVG装置本体成本会很高，因此，目前国内外集中补偿点均选择安装在主变低压侧35kV母线支路下。SVG拓扑一般为链式多电平结构，根据补偿功能，可选择星接或角接拓扑。

3.规划风电场动态无功补偿容量评估方法

对无功功率补偿前的风电场运行情况进行潮流分析，是风电场无功功率补偿方案的基础，通过对潮流计算结果的分析，可以掌握风电场的运行特点，发现可能出现的风电场运行问题。下文通过含有风电场的电力系统潮流计算的迭代算法，综合考虑风电场母线电压、有功功率、无功功率之间的关系，能够在风电场母线电压不变的情况下，计算出风电场不同有功功率下需要的无功补偿容量的实时值。

3.1风电机组的稳态等值数学模型

相比较传统潮流计算分析方法，含风电场的电力系统系统潮流计算不同之处就在于如何正确处理风力发电机组。异步发电机的型等值电路如下图所示，s为发电机转差率，r1、x1分别为定子电阻和漏抗，r2、x2分别为转子电阻和漏抗，rm，xm分别为励磁电阻和电抗[6]。

转差率为

可得发电机向并网点注入的无功功率

另一种广泛应用的双馈风机的稳态等值电路如下图所示[5]，U2为转子外机电源电压。当风速为已知时，可以通过风电机组的风功率特性求得该风速下发电机注入系统的中的总有功功率pe，其由两部分组成，一部分是由定子绕组发出的有功功率，另一部分是转子绕组发出或消耗的有功功率 pr。

风电机组注入系统的有功功率为

其中pe可由风功率曲线确定，转差s可由双馈风电机组的转速控制规律求取。

目前双馈电机基本是以恒功率因数方式运行为主。该运行方式下，通过调节转子绕组外接电源电压的幅值和相角，可以维持风电机组定自测功率因素恒定不变。由于转子侧变频器传递的有功功率比较小，因而由变频器吸收或发出的无功功率很小，可近似认为风电机组的无功功率等于定子绕组的无功功率，则有：当风速给定后，风电场总的有功功率即为已知，此时无功功率仅仅是风电场电压函数，因此，方便进行潮流计算。

3.2大龙潭风电场现场概况

大龙潭升压站由110kV龙洱线供电，升压站110kV I段母线与龙洱线相连，I段母线上有两台110kV/35kV主变，分别为1号主变和和2号主变，容量均为50MVA，其中1号主变35kV侧与35kV I段母线相连，2号主变35kV侧与35kV II段母线相连，I段母线和II段母线之间通过母联开关连接，35kV I段母线上连接有大龙潭I回线和大龙潭II回线，以及35kV 1号无补偿器；35kV II段母线上连接有观音山I回线，观音山II回线和观音山III回线，以及35kV 2号无功补偿器。各回线上连接风机情况如下：1）35kV大龙潭I回线：1#、11#～22#、27#、29#～33#风机，共17台；2）35kV大龙潭II回线：2#～10#、21#、22#～26#、28#风机，共16台；3）35kV观音山I回线：8#～20#风机，共13台；4）35kV观音山II回线：21#～26#风机，共6台；5）35kV观音山III回线：1#～7#风机，共7台。

3.3风电场系统潮流分析计算

由于PSASP中没有合适的风电机组模型，用发电机代替，按照上文给出的电网结构，搭建基于PSASP的华能大龙潭风电场全场单线图模型，主要包括59台风电机组、2台主变压器、以及相应的集电线和送出线路。系统的基准容量为100MVA，110kV母线基准电压115kV，35kV母线基准电压35kV。大龙潭风电场风机均采用双馈感应发电机，发电机虽然可以发出或吸收少量的无功功率，但是范围有限，故潮流计算时可是做功率因数1.0运行，从而将其视作PQ节点，此模型不考虑尾流效应[7]。在潮流计算过程中，需要对电源节点的电压、变压器变比等进行调整，才能得到可行的潮流计算结果。全风电场潮流计算时，针对不同的系统运行方式（以大龙潭风电场110kV汇流站母线电压作为系统电压）、风电场输出功率、主变压器投运台数、主变压器分接头位置，分别进行了24中不同运行方式的潮流计算。24种不同运行方式下大龙潭风电场全场潮流计算结果，关键节点电压数据，如下表1所示。50%PN（#1主变）是指#2主变检修停运，风力发电机通过#1主变并网，并网发电功率44.25MW运行情况；50%PN（#2主变）是指#1主变检修停运，风力发电机通过#2主变并网，并网发电功率44.25MW运行情况。

表1 大龙潭风电场全场潮流计算结果―关键节点电压

计算条件 节点电压

系统运行 风场输出 主变分接 作业编号 110kV 35kV/I段 35kV/II段

最大运行方式

（U=1.03） 最大

（2台主变） 最高 7 1.013 0.954 0.939

主抽头 8 1.012 1.002 0.984

最低 9 1.010 1.054 1.033

最小

（2台主变） 最高 2 1.006 0.958 0.940

主抽头 1 1.004 1.004 0.983

最低 3 1.001 1.054 1.029

50%PN

（#1主变） 最高 18 1.024 0.971 ―

主抽头 17 1.021 1.017 ―

最低 16 1.019 1.068 ―

50%PN

（#2主变） 最高 19 1.023 ― 0.951

主抽头 20 1.021 ― 0.995

最低 21 1.018 ― 1.043

最小运行方式

（U=0.93） 最大

（2台主变） 最高 12 0.890 0.831 0.821

主抽头 11 0.891 0.875 0.862

最低 10 0.891 0.922 0.906

最小

（2台主变） 最高 6 1.006 0.958 0.940

主抽头 4 1.004 1.004 0.983

最低 5 1.001 1.054 1.029

50%PN

（#1主变） 最高 13 0.923 0.872 ―

主抽头 14 0.921 0.915 ―

最低 15 0.919 0.961 ―

50%PN

（#2主变） 最高 24 0.922 ― 0.854

主抽头 23 0.920 ― 0.894

最低 22 0.918 ― 0.937

通过上述各种典型运行方式的潮流计算，可以全面了解风电场在无功功率补偿前节点电压、支路功率等关键节点运行情况，对潮流计算结果进行综合分析，该风电场在加装动态无功补偿装之前，主要问题为：系统电压最低时，风电场110kV母线电压偏低，改善主变分接头位置效果不明显，尤其是观音山和大龙潭5条回线满发功率时，110kV母线电压更低，这主要是因为大龙潭风电场集电线大都采用架空集电线，充电无功较小，系统主要是感性无功，导致母线电压低。

3.4大龙潭风电场无功补偿容量评估

针对上述结果分析，在系统电压最低时，对每一确定的风机有功功率，可以计算出补偿不同无功容量（PSASP可以批处理作业，无功补偿容量可以按照0.1Mvar步长逐渐递增）后相应的不同的风电场母线电压值，从这些母线电压中可以比较出达到最低电压下限，最靠近额定电压的电压值，此电压值对应的无功补偿容量即为系统所需的动态无功补偿容量[8]。

表2 确定大龙潭风电场无功补偿容量的潮流计算结果

计算条件 节点电压

系统运行 风场输出 主变分接 作业编号 110kV 35kV/I段 35kV/II段 #1

SVG #2

SVG

最小运行方式

（U=

0.93） 最大

（2台主变）

最高 30 0.939 0.884 0.889 0.03 0.03

29 0.960 0.911 0.916 0.05 0.05

28 0.982 0.939 0.943 0.08 0.08

主抽头 25 0.943 0.935 0.940 0.03 0.03

26 0.967 0.966 0.970 0.05 0.05

27 0.991 0.998 1.002 0.08 0.08

最低 31 0.948 0.990 0.995 0.03 0.03

32 0.974 1.026 1.031 0.05 0.05

33 1.000 1.064 0.067 0.08 0.08

50%PN

（#1主变） 最高 34 1.033 1.088 ― 0.03

主抽头 35 1.032 1.032 ― 0.03

最低 36 1.033 1.088 ― 0.03

50%PN

（#2主变） 最高 37 1.031 ― 0.981 0.03

主抽头 38 1.032 ― 1.032 0.03

最低 39 1.033 ― 1.088 0.03

根据潮流计算结果，稳态情况下，I/II段母线需至少配备3Mavr的容性动态无功补偿装置，再考虑一定的设计裕量即可。

4.已建风电场动态无功补偿装置改造优化

对于已建风电场无功补偿设备改造或者容量重新匹配应用场合，利用现场实际运行数据更能准确的优化无功补偿设备容量。

对于风电场动态无功补偿容量，各个无功负荷自身的模型并非是最重要的，其对风电场接入点表现出的电气特性是最重要的，由于风电场对系统的外部总体特性可近似为电流源，因此，为克服上述建模方法计算复杂的特点，本课题还拟采用基于现场实际录波数据构建风电场无功负荷电流源模型的方法，并根据系统短路容量配置仿真模型电源负荷和短路阻抗，以模拟风电场无功功率、电压的变化，从而为风电场无功补偿容量的优化设计提供参考指导，但是这种方法只能针对已建成风电场，无法应用于风电场前期设计动态无功补偿装置定型。

4.1基于现场录波数据的模型建立

基于现场实际录波数据构建的风电场系统模型如图1所示，仿真环境采用PSCAD软件，主要包括系统电源、主变压器、集电线以及基于风电场现场实际录波数据构建的无功负荷电流源模型。

在风电场现场主变压器高、低压侧，各集电线及选定风机设置测点，利用电能质量监测仪器实时记录测点的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等关键电气变量数据，这些现场实际无功、电压变化录波数据经相应的格式转换成无功电流数据导入到PSCAD仿真环境的FileRead模块，输出分别控制风电场负荷等效无功电流源，以达到模拟实际风电场无功、电压等动态变化的目的。

4.2现场录波数据处理

实际现场录波数据处理步骤如下：

1）将数据复制转存成txt格式；

2）在Matlab中通过textread命令读取各列数据；

3）通过str2num命令将字符型转换为数值型；

4）将取出的各列数据另存为PSCAD软件认可的text格式如下：

5）录波数据导入，通过PSCAD的File Reader模块直接读取；

将录波的电流数据作为电流源作为风电场系统仿真模型的无功负荷模型。

为进一步模拟复现风电场实际运行情况，在基于风电场现场实际录波数据构建无功负荷电流源模型的基础上，根据系统短路容量配置仿真模型电源负荷和短路阻抗，可以依据仿真模型电压与现场实测录波电压有效值波动差异进行调整修正，修正后的结果如下图所示，模型仿真与现场录波数据基本一致，为下面的仿真奠定基础。

4.3 补偿容量仿真确定

通过SVG的无功补偿，通过两台110kV变压器注入到系统的无功功率都补偿为零。

如图7所示，6月6号该天中1号SVG需要输出的最大无功功率为7.6Mvar，2号SVG需要输出的最大无功功率为10Mvar。如图8所示，6月8号改天#1 SVG需要输出的最大无功功率为12.4Mvar，#2 SVG需要输出的最大无功功率为10.4Mvar。

根据这两天的仿真数据可见，要满足风场系统无功功率为零目标，稳态无功需求#1号SVG容量应大于12.4Mvar，#2号SVG的容量应大于10.5Mvar。

但是，若以满足风电场接入点电压满足0.97～1.07pu范围为目标，#1号SVG容量应大于3Mvar，#2号SVG的容量应大于3.5Mvar。与上述潮流计算的结果较为接近。

5.结论

针对现有国标规程在风电场无功容量设计过程中的局限性，本文以实际风电场为分析研究对象，针对规划中风电场的动态无功补偿设计和已建电场无功补偿装置改造设计中涉及的容量优化配置分别提出了基于潮流计算的无功配置方法和基于现场录波数据仿真模型的优化设计方式，避开了繁杂的计算，具有较高的工程实用价值。

参考文献

[1]刘明波.计及静态电压稳定约束的无功优化规划.电力系统自动化，2005，29（5）.

[2]张平.风电场无功优化补偿技术研究.湖南：长沙理工大学，2009.

[3]Daniel F O Wind farm reactive support and voltage control. Proceeding of the IREP 2010.

[4]张洋.风电场无功补偿容量及其控制方法研究.吉林电力大学，2005

[5]陆以军.基于双馈机组的风电场潮流计算模型研究.新能源发电控制技术，Vol.31，No.4，2009.

[6]刘序.计及集电线路的风电场潮流计算变PQ迭代法及应用.吉林电力，Vol.38，No.6，2010.

[7]饶成诚.基于PSASP的并网风电场潮流分析.水力发电，Vol.39，No.4，2013.

[8]刘艳妮.电力系统潮流计算中风电场模型研究.华东电力，Vol.36，No.4，2008.

作者简介

孙大南（1986.1―），博士，安徽桐城人，2012年毕业于北京交通大学电气工程专业，现供职于思源电气股份有限公司，主要进行高压静止无功补偿装置研发.

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