以色列Elspec公司风力发电场高压集中动态补偿.doc

以色列Elspec公司——风力发电场高压集中动态补偿 Elspec中国代表处 邓先生 上海） elspec@21 由于风能具有不稳定性，造成使用风电的电网的稳定性较差。当整个电网中风电的比例不大时，不会对电网造成大的影响；但当风电在电网中的比例较大时，这种不稳定便会影响电网的正常运行。? Elspec产品在世界各国的风力发电场有很高的知名度，Elspec是唯一提供给异步风力发电机的动态无功补偿产品。5-20ms投切所需要的全部电容器组，同时具有稳定电网电压作用，电压控制运算是和全世界的风力发电设备制造商和使用公司一起制定的，广泛应用于丹麦、意大利、西班牙、澳大利亚、德国、法国、美国等国家的风力发电中，Elspec产品和现在世界上所有的风电场控制系统都能通信。 一．直接安装在风力发电机里、进行本地补偿，我们和世界上许多大的风力发电机制造厂商合作，包括Siemens（原Bonus）、Vestas/Neg Micon和Nordex等，丹麦生产的风机有一半安装我们的产品，在丹麦波罗地海166MW风电场中使用72套共100MVar进行本地补偿应用。 二．安装在风力发电场与公网并网处进行集中补偿，在风力发电机启动、运行过程中防止波动、稳定电压，在公用电网发生故障的时候投入全部补偿，起到紧急处置、稳定公网电压的作用，在澳大利亚维多利亚80MW风电场中使用32MVar进行集中补偿应用。 安装在风力发电场与公网并网处进行集中补偿，例如在澳大利亚维多利亚50MW风电场，使用8MVar进行集中补偿应用，在低压690伏侧通过变压器变换补偿22KV、66KV公共电网侧的电压（整个系统配置为：690V动态补偿系统+升压变压器+进线高压保护柜。详细资料请联系本文作者）。 ·基于目标功率因数或无功功率，2/3的电网周期动态无功补偿 ·稳定风电场的电压输出，达到供电当局的要求 ·无浪涌的动态补偿，提供系统和设备长的使用寿命 ·在公电网电压跌落的时候进行有益的电压支持 ·在过电压的时候切除所有的电容器组 ·远程控制和管理 该风力发电场位于澳大利亚的Challicum Hills，当风力发电场接入公共电网的时候，要求控制66千伏侧的输出电压。该风电场有35台风力发电机，每台容量为1.5MW，Elspec公司使用了4套2100Kvar的Equalizer实时动态无功补偿系统进行集中补偿。 系统是在2003年8月调试验收，Equalizer在低压侧690伏通过变压器来补偿22千伏、66千伏侧的电压，Equalizer的导通和关断是基于非常复杂的运算，该控制运算是和风力发电机制造商和使用公司一起制定的。在这个系统中，主要依据的参数有功率因数、无功功率、22千伏侧的电压、66千伏侧的电压，功率因数和无功功率用来作为动态补偿控制，电压参数用来作为电压控制，同时Equalizer还可以提供有功功率的控制来补偿上级变压器。 当系统有任何故障的时候，Email和SMS短消息可以自动送到以下三个地方：在澳大利亚的风电场主、在丹麦的风力发电机制造厂商、在以色列的Elspec技术支持部门。 在最终用户签署的验收报告中这样写道： 关于无功补偿作用，在整个监测过程中我们看到了最快、最精确的动态无功补偿，在风力发电无功需求的时候，Equalizer提供了及时、精度很高的无功功率。 关于电压控制，在整个监测过程中我们看到Equalizer保证了我们所需要的、能接到公共电网的非常稳定的电压水平，以及先进的电压故障处置能力。 最后的结果是我们的风力发电场每年可以为维多利亚的26,000个家庭提供稳定、清洁的电力能源。 在澳大利亚的Challicum Hills，又一个新建的80MW的风力发电场使用了Elspec的32Mvar的系统进行动态补偿，运行效果非常显著，请见下图。 如果使用SVC来进行高压动态无功补偿，需要用电容器提供固定的容性无功Qc，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出感性无功Qtcr的大小，感性无功和容性无功相抵消，才能实现电网功率因数=常数，这样意味着需要两倍的补偿容量进行互相抵消。固定电容器、电抗器一直接在电网上，损耗大、躁声高，自身运行将消耗很多电能、增加运行成本；而且直接用晶闸管进行高压动态补偿，器件价格比较高、对系统的保护/散热的要求非常高，因为di/dt的限制，不能达到1个电网周波实现补偿。 Elspec产品的损耗是 0.3% (3W/kVAr)，相比较于SVC的3–8% (30-80W/kVAr)，是很小的。如果SVC在40Mvar的工况下运行，换算到千瓦时、再换算到每年运行所耗费的电量，损失的电费是十分可观的。SVC方案的（初始投资+运行成本）比Elspec方案的（初始投资+运行成本）大很多。 SVC是通过改变控制角来改变电感中通过的