風(fēng)電場無功補(bǔ)償與電壓控制

第1章 緒論

1.1 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展

1.1.1 世界風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展

1.1.2 中國風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展

1.1.3 風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展趨勢

1.2 風(fēng)力發(fā)電的基本原理

1.2.1 風(fēng)力機(jī)的工作原理

1.2.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的構(gòu)成

1.3 風(fēng)電機(jī)組的主流機(jī)型

1.3.1 發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理

1.3.2 大型風(fēng)電機(jī)組主流機(jī)型

1.4 風(fēng)電場的并網(wǎng)運(yùn)行

1.4.1 風(fēng)電場的概念和特點(diǎn)

1.4.2 風(fēng)電場接入電網(wǎng)的方式

第2章 風(fēng)電的有功、無功和電壓特性

2.1 風(fēng)電場的有功出力

2.1.1 風(fēng)速的變化和分布

2.1.2 風(fēng)電機(jī)組的輸出功率波動(dòng)

2.1.3 風(fēng)電場的集群功率輸出

2.1.4 風(fēng)電場有功功率的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

2.2 風(fēng)電場的無功功率

2.2.1 風(fēng)電機(jī)組的無功功率

2.2.2 變壓器吸收的無功功率

2.2.3 輸電線路的無功功率

2.2.4 風(fēng)電場的無功功率特性

2.3 功率流動(dòng)與線路壓降

2.3.1 線路輸送功率與電壓降

2.3.2 不同電壓等級(jí)的線路電壓降

2.4 風(fēng)電場的電壓特性

2.4.1 有功出力變化對(duì)電壓的影響

2.4.2 無功功率對(duì)電壓的影響

第3章 風(fēng)電場電壓穩(wěn)定研究

3.1 電壓穩(wěn)定的概念和機(jī)理

3.2 風(fēng)電場的靜態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析

3.2.1 靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析

3.2.2 潮流計(jì)算中不同風(fēng)電機(jī)組模型

3.3 風(fēng)電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題分析

3.3.1 恒速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定

3.3.2 變速風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)電壓穩(wěn)定

第4章 風(fēng)電場無功補(bǔ)償及方案設(shè)計(jì)

4.1 風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)的需求和原則

4.1.1 風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)的需求

4.1.2 相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定

4.1.3 風(fēng)電場無功調(diào)節(jié)的原則

4.2 風(fēng)電機(jī)組的無功功率調(diào)節(jié)

4.2.1 直接并網(wǎng)的鼠籠式異步發(fā)電機(jī)

4.2.2 恒頻變速雙饋發(fā)電機(jī)

4.2.3 直驅(qū)永磁同步發(fā)電機(jī)

4.3 常見的無功補(bǔ)償設(shè)備

4.3.1 并聯(lián)電容器∕電抗器

4.3.2 靜止無功補(bǔ)償器（SVC）

4.3.3 靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）

4.3.4 各種補(bǔ)償裝置的比較

4.4 風(fēng)電場無功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)

4.4.1 無功補(bǔ)償方式的選擇

4.4.2 無功補(bǔ)償容量的確定

第5章 風(fēng)電場電壓控制研究

5.1 電網(wǎng)的電壓控制要求

5.2 并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定改善措施

5.2.1 風(fēng)電送出線路安裝串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備

5.2.2 可控高壓電抗器

5.2.3 在風(fēng)電場安裝SVC或STATCOM

5.2.4 槳距角控制

5.2.5 變速電機(jī)變頻器控制措施

5.2.6 切除風(fēng)電機(jī)組

5.3 風(fēng)電場綜合電壓控制技術(shù)及系統(tǒng)

5.3.1 無功電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)建設(shè)的必要條件

5.3.2 風(fēng)電場綜合自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

第6章 風(fēng)電場低電壓穿越技術(shù)

6.1 低電壓穿越的概念和意義

6.1.1 低電壓穿越的概念

6.1.2 風(fēng)電場具備低電壓穿越能力的必要性

6.1.3 不同電網(wǎng)對(duì)低電壓穿越的要求

6.2 風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越的原理

6.2.1 鼠籠式異步風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越

6.2.2 雙饋感應(yīng)式風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越

6.2.3 永磁同步風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越

6.3 風(fēng)電場低電壓穿越的規(guī)定與認(rèn)證

6.3.1 國外有關(guān)風(fēng)電場低電壓穿越的技術(shù)規(guī)定

6.3.2 我國有關(guān)風(fēng)電場低電壓穿越的技術(shù)規(guī)定

6.4 風(fēng)電場低電壓穿越的實(shí)現(xiàn)措施

6.4.1 動(dòng)態(tài)無功支持

6.4.2 風(fēng)電場有功功率控制

6.4.3 其他先進(jìn)技術(shù)對(duì)風(fēng)電場的作用

第7章 海上風(fēng)電輸電方式

7.1 海上風(fēng)電場現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

7.1.1 海上風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

7.1.2 海上風(fēng)電的發(fā)展趨勢

7.2 海上風(fēng)電場輸電方式

7.2.1 AC輸電方式

7.2.2 VSC-HVDC輸電方式

7.2.3 傳統(tǒng)HVDC輸電方式

參考文獻(xiàn)2100433B

《風(fēng)電場無功補(bǔ)償與電壓控制》由朱永強(qiáng)、遲永寧、李琰編著，《風(fēng)電場無功補(bǔ)償與電壓控制》主要講述風(fēng)電場的有功、無功和電壓特性，主要討論無功補(bǔ)償?shù)念愋秃脱a(bǔ)償方案及電壓穩(wěn)定性和電壓控制。全書共分為7章，涵蓋風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展與趨勢，風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行，有功與無功、電壓特性和穩(wěn)定性，無功補(bǔ)償和方案設(shè)計(jì)，電壓控制技術(shù)，低電壓穿越技術(shù)，海上風(fēng)電等。

目前國內(nèi)已有多家網(wǎng)、省級(jí)電網(wǎng)公司建設(shè)了風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)，但尚無對(duì)風(fēng)電場AVC系統(tǒng)性能測試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由于不同完成單位和生產(chǎn)廠家在功能需求和技術(shù)理念上的差異，這些風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制在技術(shù)路線、功能體系、實(shí)施方案上有較大差別，所以亟需對(duì)風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能的測試技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，以確保風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的支撐作用，確保風(fēng)電場的安全運(yùn)行。

標(biāo)準(zhǔn)編制從風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)功能要求考慮，風(fēng)電場的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能必須滿足一定的技術(shù)要求，對(duì)這些技術(shù)要求的性能檢測規(guī)范大致包含以下幾個(gè)要素：

（1）測試條件的規(guī)范。

（2）測試項(xiàng)目的規(guī)范。

（3）測試方法的規(guī)范以及測試結(jié)果的評(píng)價(jià)。 本標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)和基本原則是保障電網(wǎng)及風(fēng)電場的安全、穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，同時(shí)盡量使條文具有可操作性，便于理解、引用和實(shí)施。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能測試內(nèi)容、測試條件、測試方法及測試結(jié)果評(píng)價(jià)。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于110kV（66kV）及以上電壓等級(jí)線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴(kuò)建風(fēng)電場內(nèi)的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能檢測。

對(duì)于通過其他電壓等級(jí)與電力系統(tǒng)連接的風(fēng)電場內(nèi)的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能檢測，可參照?qǐng)?zhí)行。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)電場自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能測試內(nèi)容、測試條件、測試方法及測試結(jié)果評(píng)價(jià)。 本標(biāo)準(zhǔn)適用于110kV（66kV）及以上電壓等級(jí)線路與電力系統(tǒng)連接的新建或擴(kuò)建風(fēng)電場內(nèi)的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能檢測。 對(duì)于通過其他電壓等級(jí)與電力系統(tǒng)連接的風(fēng)電場內(nèi)的自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)性能檢測，可參照?qǐng)?zhí)行。

本發(fā)明屬于風(fēng)電場無功補(bǔ)償控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種計(jì)及電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)的風(fēng)電場主動(dòng)無功補(bǔ)償控制方法，包括獲取目標(biāo)風(fēng)電場有功出力預(yù)測值及風(fēng)電場所在區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷值；計(jì)算風(fēng)電場無功功率極限；計(jì)算風(fēng)電場負(fù)載率和區(qū)域電網(wǎng)的負(fù)荷率；建立風(fēng)電場主動(dòng)參與電網(wǎng)調(diào)壓的并網(wǎng)點(diǎn)電壓控制模型；基于Q(U)無功功率控制策略，建立風(fēng)電場主動(dòng)無功補(bǔ)償模型；以各組電機(jī)接入點(diǎn)電壓偏差最小及有功損耗最小為目標(biāo)建立多目標(biāo)無功優(yōu)化模型，并通過NSGA?II算法進(jìn)行求解；通過模糊隸屬度函數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行選擇，得到無功補(bǔ)償最優(yōu)解。本發(fā)明方法利用風(fēng)電場內(nèi)部的無功調(diào)節(jié)能力，主動(dòng)參與電網(wǎng)電壓控制，減小風(fēng)電出力波動(dòng)及電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。2100433B