
圖3 無功電壓控制原理
根據(jù)電壓量,將控制策略劃分為四區(qū)域,在每個區(qū)域內(nèi)依據(jù)調(diào)節(jié)方式的不同,采用相應的控制策略。
只須設定電壓的上、中、下限,控制器就可以判斷出電容器、電抗器的投切。
電壓低于U下限 時,控制器自動投電容器、調(diào)節(jié)調(diào)壓器分接頭使系統(tǒng)電壓在U下限和U中限之間;系統(tǒng)電壓高于U中限時,控制器自動切除電容器;系統(tǒng)電壓高于U上限時,控制器自動投入電抗器,調(diào)節(jié)調(diào)壓器分接頭使系統(tǒng)電壓在U上限和U中限之間;低于U中限時,控制器自動切除電抗器。
4 大風壩風電場無功補償裝置的應用效果
該設備于2008 年9 月份試運行到正式投運以來,由于原來考慮到35kV 電壓波動會對風電機組運行產(chǎn)生影響,而采用保證35kV 電壓穩(wěn)定模式進行自動調(diào)節(jié);最后在使用中,主變有載分接開關已經(jīng)完全滿足系統(tǒng)電壓波動而調(diào)整35kV 電壓要求后,通過更改無功補償裝置程序,按照電網(wǎng)考核的目標進行設置,保證功率因數(shù)在0.9 以上,運行情況良好,各項性能指標(如母線電壓合格率、功率因數(shù)等)均達到設計和現(xiàn)場技術要求。當無功負荷低于電容器容量時,由于通過動態(tài)跟蹤計算調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)器分頭降低補償無功功率,優(yōu)化了無功分布,使電容器不需切除,可以繼續(xù)在低電壓下運行,使電容器可以在24 小時連續(xù)運行,電容器投運率達100%,而且電容器在低電壓下運行也是安全的,因不需要操作電容器開關,減少了開關機械磨損和缺陷率,提高了安全運行水平。
最近3 個月無功補償裝置電量統(tǒng)計表如表2 所示。從統(tǒng)計數(shù)字可以看出,無功補償裝置每月可以產(chǎn)生約200 萬–300萬kVar 的無功,而自身將消耗有功電量0.7 萬–1.5 萬kW·h。

表2 最近3個月無功補償裝置電量統(tǒng)計
大風壩風電場無功補償裝置自投運以來,該設備達到了設計的預期目的。系統(tǒng)電壓和母線電壓運行在國家規(guī)定的范圍內(nèi),可靠地保證了風電場設備的安全運行。設備自動化程度高,運行過程中不需要人工操作,減輕了員工的勞動強度,而且后期維護成本也大大降低,完全能夠滿足該風電場的要求。
整個裝置中變壓器、電容器、電抗器均為外購組合,故單體質(zhì)量會影響整體質(zhì)量,如何降低電容器、電抗器的成本,在裝置中配置備用設備,是今后研究的一個方向。