无功补偿装置在风电场运行中出力不足分析及解决方案.docx

无功补偿装置在风电场运行中出力不足分析及解决方案中图分类号：F270文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）27-0339-01国电陕西新能源有限公司草山梁49.5MW风电场位于陕北靖边县梁镇2012年8月共计33台1500KW风电机组全部并网发电。风电机组采用联合动力UP1500-82低温型机型备胎风机均采用发-变组单元接线形式。升压站建设一台容量为50MVA电压变比为110/35双绕组有载调压变压器变压器高压侧以110KV单回架空线接入榆林西部地电110KV郝滩变电站站内35KV母线侧配有一套35KV静态无功补偿装置.在运行中无功量可连续在-4Mvar---8Mvar区间进行平滑调节。其中SVG可动态容量为-4Mvar---8Mvar.FC固定容量为4Mvar.一、无功补偿在运行中存在的问题国电草山梁49.5MW风电场无功电源主要包括风电机组及场内的无功补偿装置。榆林地电西部电网调峰能力较差风电场处于电网构架的末端系统电压较低且波动较大运行中多次出现由于电压低风机无法启动运行现象所配无功补偿无功调节能力明显不能达到设计出力严重影响风电场的安全运行和风电场的发电出力。为了查明影响无功补偿设备运行中出力不足的原因在现场对无功补偿装置进行了实测检验。二、测试仪器1、（1）测量仪器为：Fluke435三相电能质量分析仪（2）PC笔记本电脑1台（3）数据分析软件1套Fluke435三相电能质量分析仪为美国Fluke公司生产属于A类高精度测试仪器具有4个电压通道和4个电流通道可同时测量这8个通道的数据最高采样速度为200kS/s包括频率、基波有效值和相位、谐波及间谐波幅值和相位、三相不平衡度、畸变率、功率、电量、功率因数、电压骤升骤降、中断、瞬态过电压、浪涌、闪变等并可定时记录或事件触发。该仪器每周期采样点为256个最大可测量49次谐波。当记录时间间隔设为1分钟测量参数设为400个时其存储容量可满足24小时持续测量要求。该仪器电压测量精度为0.1%电流测量精度为0.5%。2、测试信号的抽取35kV进线测量信号的选取：电压信号：35kV母线进线测量PT的二次回路试验端子；电流信号：35kV母线进线测量CT的二次回路试验端子。35kV电容器组进线信号的选取：电压信号：35kV电容器组进线测量PT的二次回路试验端子；电流信号：35kV电容器组进线测量CT的二次回路试验端子。3、测试仪器的设置测量仪器的设置：用Fluke435电能质量分析仪测量测试采用三相四线制将仪器设置为自动测量方式。数据处理方法：POWERLOG软件将数据导出至电脑利用此软件后台分析功能对存盘数据文件统计分析得到相应各次谐波含量基波电压、电流有效值等。4、测试内容本次电能质量测试的主要内容为：（1）电容器组出力变化；（2）系统电压波动情况；（3）电容器组投入前后系统电能质量变化情况；三、动态无功补偿装置参数1、额定容量国电草山梁风电场SVG成套装置标称容量在额定容量35kV下SVG支路和FC支路都为4.0Mvar。四、电能测试数据统计1、电容器组出力测试试验通过记录电容器组一天内的出力变化情况从而统计分析场内电容器组实际出力和电压波动的关系。具体其电压波动及无功出力如下：由以上数据分析可知电容器组实际出力和电压存在以下关系Q无功=U2/（Xc-XL）=（U实际/U额定）2*Q额定由此可知电容器组实际出力与电压的平方成正比关系即现场系统电压降低时电容器组的实际出力亦降低；反之系统电压升高时电容器组的实际出力也增加但所配电容容量太小致使在系统电压较低时无功出力不足。2、系统电压波动情况通过对系统母线实时检测风电场一天内的电压变化情况大致如下：系统电压最大值为36.35kV最小值34.3kV平均值35.4kV。未投无功补偿装置电压为34.88kV投入电容器组电压为35.36kV.投入电容和SVG为35.77kV。由以上数据可知风电场由于处于地方电网末端系统电压长期偏低且波动频繁SVG和电容器组全部投入后约能提高系统35kV侧网压0.9kV。五、SVG实际出力情况通过调节SVG的输出电流在额定电压下SVG单套输出容量可达4000kvar。六、测试结论通过现场对35kV母线进行电能质量测试可得出以下结论