大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术分析

王凤军

摘 要 在新时期经济不断发展的环境下，风电厂的发展逐渐成为人们关注的热点，风电场的规模也在扩大，相应的，风电场中接入电网容量也在上升。在这种情况下，人们对于电网的安全运行也有了更高的要求。

关键词 风电场;光伏电站;无功补偿

随着近几年来城市化进程的不断加快，能源短缺问题成为人们在关注的热点问题。近几年，能源的短缺问题愈发严重，针对这种情况，更多的科学人员开始研究新的能源补给，而风能已经成为了现在应用比较广泛的新能源，电厂的发电也由传统的燃煤发电变为了风力发电。而采用风能作为发电的原动力，不仅实现了对于资源的充分利用，而且减轻了燃煤发电对环境产生的污染，达到了环保节约的效果。虽然风力场电网电能的输送比例在不断增加，但是并网方式对于电网电能质量带来的影响也变得更为明显，对风力发电产生用了更加明显的制约。针对这种情况，相关科研人员进行了深入的探究和分析。

1 风电场并网对于电网电能质量影响的分析

1.1 对于电网频率影响

随着近几年来风电厂建设规模不断扩大，电网运输的电能资源也在不断增多。但是在运输的过程当中，功率和波动的影响对于电网的频率产生了更加明显的威胁，一旦电网应用系统遭到干扰电网的电电压便会迅速下降，甚至可能会使性能比较差的风电机组停止运行，这样的话就对整体的风电场并网电网的电能质量造成很大的影响。除此之外，考虑风电运行输电波动随机性，在无风或者风速较低的情况之下电网频率就会不断下降，对于整体的电网频率稳定运行带来十分不利的影响。因此，相关工作人员就需要切实增大电网运行系统的容量，使整体的运行效果更好。

1.2 对电网冲击影响

基于现在的实际运行情况，风电场在运行的过程当中使用频率最高的发电设备就是异步电机，并且在进行操作的过程当中只有满足速度同步的条件才能够实现并网。但是，异步电机在使用过程当中也存在着一定的问题，比如说因为异步电机缺少相对的独立励磁结构，在并网前电压会全部归零，如果想在并网后达到以更加稳定的电压状态，就需要一个调试过程。此外，如果风电机的并網处于一个容量比较大的系统当中，冲击电流对电网的运行带来的影响就较小，但是如果风电场的并网处于一个容量较小的系统当中，形成的冲击电流就会对整体的电网电压产生非常大的影响，甚至会出现电压骤停的情况，对于整体的设备使用带来非常不利的影响[1]。

2 控制策略

2.1 静止无功发生器简介

静止无功发射器是建立在瞬时无功功率概念基础之上，配合逆变电路而实现的一种无功补偿。这种的逆变电路由门极可关断晶闸管组成，在进行使用的过程当中调节晶闸管的角度，从而实现对于电路的控制。

2.2 控制策略

变流器的逆变电源是我们在进行静止无功发生器操作过程当中所采用的直流侧电容电压。如果整个系统电压处在一个稳定的情况之下，我们就可以通过对于控制器逆变器的调整来影响无功电流最终的大小，从而通过对于逆变器的输出来实现整体供电系统输出的调整。

2.3 电流直接控制

电流直接控制是对无功电流进行直接的控制，在实际的操作过程当中，静止型无功发生器可以根据自身的控制算法来调节自身的无功电流值，进而实现无功补偿，在进行无功补偿的过程当中，不需要测量交流电压基波的相位和幅值。在进行电流直接控制的过程当中最常用的技术就是脉冲宽度调制技术，在进行控制的过程当中，基于脉冲宽度调的技术，我们可以直接测量无功电流，并且对其进行控制[2]。

3 系统控制

3.1 静止无功发生器

系统可以安装两套无功设备，容量不同，分别在不同的母线上。两台无功补偿设备可以通过母联开关进行连接，整个设备的主要成分包括控制器模块脉冲输出及放大电流。在进行设计的过程当中，我们需要对无功发生器模块和主控器进行对比和选择。静止无功补偿器主要是由电压型和电流型两种，由于电压型的补偿效果和相应的指标都比电流经要好，所以我们在进行选择的过程当中可以根据实际情况进行选择。对于功率模块，我们在进行无功补偿设备的安装过程中选用兼具不同性能的模块。对于控制器，我们可以选择信息处理技术和抗干扰能力更强的芯片。

3.2 硬件电路设计

静止无功发生器的控制是本次研究过程当中所涉及的无功发生器的控制核心，它的主要任务是用来控制相应的目标控制值，实现实时监控，进而确保电网的运行情况正常，并且计算无功补偿设备的实际无功功率。在进行输出过程当中所采用的控制信号是一种触发信号，进而实现无功装备输出电路的通断，进而完成最终的无功补偿。

4 结束语

我们在进行实际操作过程时，应当对于整体的技术体系和实际操作过程中的技术要点进行分析，从而确保无功补偿的优势可以得到发展。除此之外，我们还应当不断完善现阶段采用的无功补偿技术和电气自动化技术，进而推动我国整体电气自动化技术和无功补偿技术更加全面的发展，实现经济效益的提升，真正的解决我国能源紧张的问题，带动我国经济发展，使我国整体的经济水平得到提高。

参考文献

[1] 任继光.大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术探讨[J].科技经济导刊，2017，（3）：48-49.

[2] 郑海涛，郑昕，吴兴全，等.大型并网风电场和光伏电站内动态无功补偿的应用技术分析[J].电力系统保护与控制，2014，42（16）：149-154.