摘要：随着新能源的大规模发展，大量风电场接入地区电网，新能源电站的无功容量配置对电网安全稳定运行有着重要影响。本文首先分别分析适用于大中型风电场的无功补偿配置计算原则，并基于此原则针对实际工程进行计算和分析。
关键词：风电场；无功补偿；无功损耗
0引言
我国能源结构以煤炭为主，经济快速发展所带来的环境问题日益突出。风能等新能源因其可再生、无污染等特点，日益受到各国政府的重视，在全世界范围内已开展广泛的研究应用。我国可利用的风能充足，正在大力推进大型风电场并网，而新能源的大规模接入，对电力系统的影响将愈加显著。常规电力系统中存在有大量感性负载，长距离的送出线路也会造成无功损耗，若没有足够的无功功率补偿，将会造成电网电压和电能质量的下降。[1,2]为了保证输电质量、减小线路损耗，本文根据相关规程规范的要求，对大中型风电场需配置的无功补偿装置容量的计算方法进行研究，并基于安徽省内某风电场工程进行无功补偿的容量配置计算，验证本计算方法的可行性。
1无功补偿计算方法研究
1.1风电场无功补偿原则
风电场通常采用两级或一级升压模式，风机所发电力经由低压变升压至35kV后通过集电线路汇集至主变低压侧，经主变升压至110kV或220kV后并网，也可经集电线路汇集之后采用35kV电压等级并网。
根据《风电场接入电力系统技术规定》[3]，对于直接接入公共电网的风电场，其配置的容性无功容量应能够补偿风电场满发时厂内集电线路、主变的感性无功及风电场送出线路的一半感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿风电场自身的充电功率及风电场送出线路的一半充电功率。
风电场内内感性无功损耗主要包括送出线路、集电线路、箱式变压器和主变等组成，风电场满发时感性无功损耗最大，容性无功损耗主要由送出线路和集电线路的容性充电功率组成，在空载时最大。[4]
1.2风电场无功补偿计算方法
（1）送出线路
风电场送出线路的无功损耗
2风电场工程
2.1风电场概况
安徽池州贵池区某风电场计划装机容量48.4MW，拟安装单机容量2.2MW的风力发电机组22台，风电场汇集成2回集电线路接入升压站35kV侧，接入电力系统的推荐方案为新建1座110kV升压站，自升压站新建1回长约32km的110kV线路至周边220kV菊江变，新建送出线路采用LGJ-300mm2导线，主变选用一台容量为50MVA的三相双绕组有载调压变压器，阻抗电压10.5%。场内集电线路总长约27.9km，其中架空段7.7km，电缆段20.2km。
2.2风电场无功补偿容量配置计算
（1）送出线路
考虑风电场升压站~菊江110kV线路无功损耗一半在风电场升压站补偿，当送出48.4MW的电力时，需补偿1.21Mvar的容性无功功率，当风电场0出力时，需补偿升压站~菊江变110kV线路一半的充电无功功率，补偿0.58Mvar的感性无功功率。
(2)集电线路
考虑风电场至升压站35kV集电线路的线路无功损耗在风电场升压站补偿，经计算，需补偿1.51Mvar的容性无功功率和1.29Mvar的感性无功功率。
(3)风电场升压变压器
本期装设1台50MVA主变，其绕组损耗为5.32Mvar。
(4)风机箱变的无功损耗
风电场本期装设风机22台，其风机出口0.69/35kV升压变压器的绕组损耗为2.88Mvar。
(5)无功补偿小结
风电场无功补偿如表1所示：
表1 风电场无功补偿单位：Mvar
(6)风电机组无功出力
考虑风电机组具备具备动态可连续调节的无功出力，其功率因数在0.98(超前)～0.98(滞后)之间时，其无功最大出力为：
本期：√[(48.4/0.98)2－48.42]=9.82(Mvar)
综合上述结果，风电场无功补偿结果如下：
表2 无功补偿装置配置表单位：Mvar
考虑风电机组功率因数具备0.98（超前）~0.98（滞后）连续可调能力，本工程升压站低压侧至少需装设±1.87Mvar规模连续可调动态无功补偿装置。
3结论
本文在满足电网要求的基础上，针对大中型风电场所需无功补偿装置容量的计算方法进行分析，给出相应的计算公式，并基于该计算方法，以实际工程为例进行计算，以验证该方法的可行性。
参考文献
[1]辛杨.新能源接入电力系统无功补偿设计研究[D].2016.
[2]朱彦玮,贾春娟,李玮,etal.大中型光伏电站无功补偿配置研究[J].电器与能效管理技术,2014(20):55-59.
[3]GB/T19963-2011，风电场接入电力系统技术规定[S].北京.中国计划出版社，2012.
[4]石巍,张彦昌,张超.风电场无功补偿容量的估算与补偿方式选择[J].电力与能源,2011,32(3):217-219.
论文作者:刘倩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/11
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