淺析廣州發(fā)展觀音山風(fēng)電場(chǎng)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)無功電壓的影響及應(yīng)對(duì)措施

趙磊

摘 要：廣州發(fā)展觀音山風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)，對(duì)并網(wǎng)后的接入系統(tǒng)無功電壓分析，研究風(fēng)電場(chǎng)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓無功的影響；提出合理的無功補(bǔ)償推薦方案。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)；接入系統(tǒng)；電壓無功

1 風(fēng)電場(chǎng)概述

廣州發(fā)展觀音山風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模為49.6MW，電氣總體結(jié)構(gòu)分為電源、集電、輸電三部分。

其中，電源部分為安裝2.0型兆瓦級(jí)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組25臺(tái)；

4組集電線路將25臺(tái)風(fēng)電機(jī)組連接后并入輸電部分；

輸電部分為一座110kV升壓站，主要是將集電部分匯集的電源電能經(jīng)升壓后輸送到電網(wǎng)。

2 電網(wǎng)條件

觀音山風(fēng)電場(chǎng)新建一座升壓站，經(jīng)新建1回110kV架空線路接入電網(wǎng)110kV平海變電站，架空線路長(zhǎng)度約9公里。平海站設(shè)置2臺(tái)主變（40MVA+20MVA），其ll0kV母線通過雙回110kV線路分別接入220kV鐵涌站和220kV浦仔站。

3 無功電壓計(jì)算與分析

從電網(wǎng)結(jié)構(gòu)上看，觀音山風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)對(duì)平海站母線電壓有影響。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無功特性分析時(shí)，暫不考慮無功補(bǔ)償措施，以了解在自然工況下風(fēng)電場(chǎng)及整個(gè)電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性。為合理安排風(fēng)電場(chǎng)的無功補(bǔ)償，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無功特性進(jìn)行分析。

在平海站110kV母線不同的電壓水平下，觀音山風(fēng)電場(chǎng)滿發(fā)時(shí)，風(fēng)電送出線兩側(cè)的無功變化情況如表3-1所示。

在平海站110kV母線不同的電壓水平下，觀音山風(fēng)電場(chǎng)滿發(fā)時(shí)，風(fēng)電送出線路兩側(cè)的無功變化情況如表3-2所示。

風(fēng)電機(jī)組功率因數(shù)為+0.95時(shí)，在風(fēng)電場(chǎng)不同出力下風(fēng)電送出線路上的無功值如表3-3所示。

風(fēng)電機(jī)組功率因數(shù)為-0.95時(shí)在風(fēng)電場(chǎng)不同出力下風(fēng)電送出線路上送出的無功值如表3-4所示。

4 結(jié)論

風(fēng)機(jī)功率因數(shù)超前0.95時(shí)風(fēng)電場(chǎng)零出力，風(fēng)場(chǎng)線路向電網(wǎng)吸收0.36Mvar無功。

隨風(fēng)場(chǎng)出力增加，風(fēng)場(chǎng)發(fā)出感性無功功率增多，至風(fēng)場(chǎng)滿發(fā)時(shí)發(fā)出28.41Mvar的感性無功，加上送出線路的感抗影響，此時(shí)風(fēng)場(chǎng)向平海站注入28.95Mvar感性無功。

風(fēng)電場(chǎng)ll0kV母線側(cè)的功率因數(shù)保持在+0.867～+0.94，滿足規(guī)定的超前（進(jìn)相）調(diào)節(jié)能力要求。

風(fēng)機(jī)功率因數(shù)滯后0.95時(shí)風(fēng)電場(chǎng)零出力，風(fēng)場(chǎng)線路向電網(wǎng)吸收0.35Mvar無功。

隨風(fēng)電場(chǎng)出力增加，風(fēng)場(chǎng)發(fā)出容性無功增多，至風(fēng)場(chǎng)滿發(fā)時(shí)發(fā)出7.13Mvar的容性無功功率，考慮送出線路的感抗影響，此時(shí)風(fēng)電向平海站發(fā)出6.90Mvar容性無功功率。

其中，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)出力≤10%時(shí)，llOkV母線側(cè)的功率因數(shù)約為-0.948，滿足規(guī)定的滯后調(diào)節(jié)能力要求；風(fēng)電場(chǎng)出力在20%～100%時(shí)，風(fēng)場(chǎng)llOkV母線側(cè)的功率因數(shù)在-0.960～-0.993之間，不滿足規(guī)定的滯后調(diào)節(jié)的要求。

計(jì)算中采用的變速風(fēng)機(jī)功率因數(shù)取為-0.95～+ 0.95；按規(guī)定風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)連接點(diǎn)功率因數(shù)應(yīng)控制在-0.95～+0.95范圍，且在控制范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，說明觀音山風(fēng)電場(chǎng)功率因數(shù)調(diào)節(jié)范圍未滿足并網(wǎng)要求需要外裝容量為lOMvar的一套動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則（試行）.