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近期建设的风电场站无功补偿设备基本均为SVG(Static Var Generator),又称静止无功发生器,是当今无功补偿领域最新技术的代表,主要由换流器、连接变压器(可选)、连接电抗器等组成。SVG静止无功发生器采用可关断电力电子器件(IGBT)组成自换相桥式电路,经过电抗器并联在电网上,适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流,迅速发出或吸收所需的无功功率,实现快速的动态无功补偿。作为有源型补偿装置,不仅可以跟踪冲击型负载的冲击电流,而且可以对谐波电流也进行跟踪补偿。SVG较SVC具有相应速度快、占地面积小、谐波特性好以及损耗小的优势,但造价高相对较高。SVG工作原理及其工作模式见图1。某风场SVG实例见图2。
图1 SVG工作原理及其工作模式
图2 某风场SVG设备
其中,风电机组应具备的的动态无功支撑能力如下:
1、当风电机组测试点发生三相对称电压跌落时,风电机组应自电压跌落出现时的时刻快速响应,通过注入无功电流支撑电压恢复。具体要求如下:
——自测试点电压跌落出现的时刻起,动态无功电流控制的响应时间不大于75ms,持续时间应不少于550ms。
——风电机组提供的动态无功电流应满足下式的要求。
IT≥1.5*(0.9-UT)*In (0.2≤UT≤0.9)
IT —无功电流注入有效值;
UT —风电机组线电压彪幺值
In —风电机组额定电流
2、当风电机组测试点发生三相对称电压升高时,风电机组在高电压穿越过程中应具有以下动态无功支撑能力:
——当风电机组测试点电压处于标称电压的110%~130%区间内时,风电机组应能够通过注入无功电流支撑电压恢复:自测试点电压升高出现的时刻起,动态无功电流控制的响应时间不大于40ms。
——风电机组注入电力系统的动态无功电流应满足下式:
IT≥1.5*(UT-1.1)*In (1.1≤UT≤1.3)
IT —无功电流注入有效值;
UT —风电机组线电压彪幺值
In —风电机组额定电流
作者单位:
刁书广,东方 电气(通辽)风电工程技术有限公司
周文涛,鲁能新能源(集团)有限公司陕西分公司
马宇,中国三峡新能源有限公司东北分公司
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在一些业内人士看来,随着潮间带、近海机位逐渐饱和,风电场建设走向深远海已成为必然趋势,呈现出加速发展的态势,海上风电漂浮式技术将因此迎来快速发展。据欧洲风能协会预测,到2030年底,全球漂浮式风电装机容量将达到1500万千瓦,保守估计到2050年,漂浮式机组成本将下降38%。
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