風電并網無功電壓控制發展動向

　　有載調壓變壓器(OLTC)不僅可以在有載情況下更改分接頭，而且調節范圍也較大，通常可有UN±3×2．5％或UN±4×2．0％，既有7個至9個分接頭可供選擇。因而有載調壓器OLTC是電力系統中重要的電壓調壓手段，在系統運行中可以自動改變分接頭，調節其變比，以維持負荷區域內的電壓水平。但變壓器不能作為無功電源，相反消耗電網中的無功功率，屬于無功負荷之一；變壓器分接頭(抽頭)的調整不但改變了變壓器各側的電壓狀況，同時也對變壓器各側的無功功率的分布產生影響。有文獻指出在某些情況下，OLTC按其升降邏輯改變分接頭時，非但沒有改善電壓條件，反而會使之更加惡化，甚至認為是引起電壓崩潰的重要原因之一。因此，在風電場并網運行時需慎重考慮該設備的使用。

　　③靜止無功補償器

　　靜止無功補償器(Static Var Compensator，SVC)通常是由并聯電容器組(或濾波器)和一個可調節電感量的電感元件所組成。SVC與一般的并聯電容器補償裝置的區別是能夠跟蹤電網或負荷的無功波動，進行無功的實時補償，從而維持電壓的穩定。SVC是完全靜止的，但它的補償是動態的，即根據無功的需求或電壓的變化自動跟蹤補償。靜止無功補償系統都是無功部件(電容器和電抗器)產生無功功率，并且根據需要調節容性或感性電流。靜止補償器可以提高電壓穩定極限值，而裝設在系統中部節點上的SVC有很好的作用，在技術經濟比較中往往成為優選方案。有文獻將柔性交流輸電系統(FACTS)設備運用到風電場以提高其運行的電壓穩定性，說明了SVC在風電場無功補償方面的優良性能。

　　④靜止同步補償器(STATCOM)

　　靜止同步補償器(STATCOM)也稱為靜止無功發生器(Static Var Generator，SVG），其基本電路分為電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型。電壓型橋式電路，其直流側采用電容作為儲能元件，而交流側通過串聯電抗器并入電網：電流型橋式電路，直流側采用電感作為儲能元件，而交流側并聯電容器后接入電網。實際上，由于運行效率的原因，迄今投入使用的STATCOM大都采用電壓型橋式電路。STATCOM的基本工作原理是將橋式變流電路直接并聯或通過電抗器并聯在電網上，適當調節橋式變流電路交流側輸出電壓的相位和幅值或直接控制其交流側電流，使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，從而實現動態無功補償的目的。與SVC相比，STATCOM具有5個優點：調節速度快、運行范圍寬、調節范圍廣、元件容量小、諧波含量小。

　　最新進展 

　　隨著風電技術、電力電子技術和控制技術的發展，未來風電場無功控制技術將以“閉環”控制為主，通過風電機組、無功補償裝置以及電網的協調優化運行，實現對風電場無功的有效控制。

　　在產品應用方面，GE風能已經研發出一種閉環風電場電壓控制，稱之為“動態無功控制”（WindVAR）。動態無功控制可以向電網提供無功并穩定電壓。帶有動態無功控制的風機，電壓的控制和調節都是通過安裝于風機上的電力電子裝置來實現進行的。

　　歐洲相關電力公司和技術機構、美國風能協會(AWEA)等都制定了相關風力發電導則和IEEE-1547(分布式電源與電力系統接入標準)，包括了電壓穩定控制／無功補償方面的內容，要求確保風電場母線電壓穩定在一定范圍內，并保證電能質量合格。

　　目前國內即將出臺的風電并網新國標中，不僅要求風電機組具有無功電壓調節能力，也要求具備低電壓穿越能力。新國標的頒布將促進風電相關產業技術向更加電網友好型方向發展，實現對風電更大規模的平穩消納。