使并网点及周边地区电能质量受到影响，如电压波动和闪变等。以一简单电力系

•

统接线图为例，UG

•

为首端电压，U 为末端电压，用

代表线路变压器的

等值阻抗之和， P jQ

表示负荷功率。由电力系统分析可知，U 取决于首端电

•

压UG 的大小以及电压损耗 ΔU 。UG 的大小一般由改变发电机励磁装置来控制，

但调节能力有限。因为在高压输电线路中 X>>R：

所以无功波动造成的电压损失是很大的，当无功缺额过大，将导致电压崩溃。

图 1-1 简单电力系统接线图

因此对风电并网系统动态地无功补偿，保证并网系统的高效与稳定运行，改 善系统电能质量，具有重要的意义。对于失速型异步风机的风电场其无功补偿分 为：机端电容补偿，主要是为了异步风机的激磁需求；并网点加装无功补偿设备 集中补偿，用来稳定风电出口电压进行整体补偿。

Q/GDW 392-2009《风电场接入电网技术规定》规定无功补偿装置应具有自 动电压调节能力，对于直接接入公共电网的风电场，其配置容量除了能补偿风电 场主变及集电系统的感性无功损耗还要能补偿风电场满发时送出线路无功需求 的一半[2]。

1。2。2 无功补偿装置

固定电容组 FC、静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM)等是 目前常用于风电场集中补偿的无功补偿装置。

固定电容器一般是分组投切，主要采用断路器进行机械式切换。固定电容器 组有成本低、控制简单等优点，但它不能频繁操作，机械投切速度慢,无功补偿 不连续,对电网冲击大，可能造成过补偿和欠补偿状态，在系统低压期间无功的 输出反而降低,因而不能满足电能质量和电压稳定性要求[3]。

SVC 采用半控器件晶闸管进行投切，其补偿的容量大，主要由并联电容器 组合和可调电感组成，与固定电容器组相比调节速度较快、补偿效率高，但 SVC 占地面积大，会产生较大的谐波，同时在其运行过程中损耗大，补偿容量与电压

二次方成正比，也在低电压时造成补偿容量的降低，因而会造成风电场对电网无 功的需求持续扩大。

STATCOM 是基于全控器件的先进补偿装置，比 SVC 响应更快，补偿电流 谐波含量小，其无功输出不会受系统电压影响，具备双向（感性和容性）连续调 节补偿电流的能力，能真正实现动态补偿；效率高，运行损耗小，占地面积小， 运行更加安全可靠。

所以从技术水平、补偿性能等综合考虑 STATCOM 目前成为风电无功补偿的 热门。

1。2。3 风电场 STATCOM 应用

风电场中 STATCOM 已得到广泛的应用，国外有很多研发的 STATCOM 产 品，比如 ABB 公司生产的 PCS6000 系列等。我国对于 STATCOM 的研发起步比 较晚，虽然目前一些风电场也渐渐开始使用 STATCOM 装置，但大都采用了变压 器多重化的主电路方案，价格非常昂贵，占地面积大。我国风电场中 STATCOM 应用案例如表 1-1 所示[1]。

表 1-1  我国风电场 STATCOM 应用案例

序号 项目 设备名称及容量 数量

1 吉林龙源通榆风电场 STATCOM：± 10MVar；FC：10MVar 2

2 吉林华电大安风电场 STATCOM：± 10MVar；FC：16MVar