大型并網風電場和光伏電站內動態無功補償的應用技術分析

王鳳軍

摘 要 在新時期經濟不斷發展的環境下，風電廠的發展逐漸成為人們關注的熱點，風電場的規模也在擴大，相應的，風電場中接入電網容量也在上升。在這種情況下，人們對于電網的安全運行也有了更高的要求。

關鍵詞 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注的熱點問題。近幾年，能源的短缺問題愈發嚴重，針對這種情況，更多的科學人員開始研究新的能源補給，而風能已經成為了現在應用比較廣泛的新能源，電廠的發電也由傳統的燃煤發電變為了風力發電。而采用風能作為發電的原動力，不僅實現了對于資源的充分利用，而且減輕了燃煤發電對環境產生的污染，達到了環保節約的效果。雖然風力場電網電能的輸送比例在不斷增加，但是并網方式對于電網電能質量帶來的影響也變得更為明顯，對風力發電產生用了更加明顯的制約。針對這種情況，相關科研人員進行了深入的探究和分析。

1 風電場并網對于電網電能質量影響的分析

1.1 對于電網頻率影響

隨著近幾年來風電廠建設規模不斷擴大，電網運輸的電能資源也在不斷增多。但是在運輸的過程當中，功率和波動的影響對于電網的頻率產生了更加明顯的威脅，一旦電網應用系統遭到干擾電網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電網的電能質量造成很大的影響。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頻率就會不斷下降，對于整體的電網頻率穩定運行帶來十分不利的影響。因此，相關工作人員就需要切實增大電網運行系統的容量，使整體的運行效果更好。

1.2 對電網沖擊影響

基于現在的實際運行情況，風電場在運行的過程當中使用頻率最高的發電設備就是異步電機，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實現并網。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構，在并網前電壓會全部歸零，如果想在并網后達到以更加穩定的電壓狀態，就需要一個調試過程。此外，如果風電機的并網處于一個容量比較大的系統當中，沖擊電流對電網的運行帶來的影響就較小，但是如果風電場的并網處于一個容量較小的系統當中，形成的沖擊電流就會對整體的電網電壓產生非常大的影響，甚至會出現電壓驟停的情況，對于整體的設備使用帶來非常不利的影響[1]。

2 控制策略

2.1 靜止無功發生器簡介

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

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生器操作過程當中所采用的直流側電容電壓。如果整個系統電壓處在一個穩定的情況之下，我們就可以通過對于控制器逆變器的調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整體供電系統輸出的調整。

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，靜止型無功發生器可以根據自身的控制算法來調節自身的無功電流值，進而實現無功補償，在進行無功補償的過程當中，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就是脈沖寬度調制技術，在進行控制的過程當中，基于脈沖寬度調的技術，我們可以直接測量無功電流，并且對其進行控制[2]。

3 系統控制

3.1 靜止無功發生器

系統可以安裝兩套無功設備，容量不同，分別在不同的母線上。兩臺無功補償設備可以通過母聯開關進行連接，整個設備的主要成分包括控制器模塊脈沖輸出及放大電流。在進行設計的過程當中，我們需要對無功發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的指標都比電流經要好，所以我們在進行選擇的過程當中可以根據實際情況進行選擇。對于功率模塊，我們在進行無功補償設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和抗干擾能力更強的芯片。

3.2 硬件電路設計

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

4 結束語

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

參考文獻

[1] 任繼光.大型并網風電場和光伏電站內動態無功補償的應用技術探討[J].科技經濟導刊，2017，（3）：48-49.

[2] 鄭海濤，鄭昕，吳興全，等.大型并網風電場和光伏電站內動態無功補償的應用技術分析[J].電力系統保護與控制，2014，42（16）：149-154.