【導(dǎo)讀】占了絕大部分比例。目前，在我國風(fēng)能資源豐富地區(qū)已經(jīng)開發(fā)并規(guī)劃了大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)項目，法保證電網(wǎng)及風(fēng)電的安全穩(wěn)定運行。術(shù)要求大部分的國內(nèi)機(jī)組目前尚無法實現(xiàn)。排，提供給貴單位，以期有所幫助。組測試資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)，這將有助于規(guī)范當(dāng)前良莠不齊的風(fēng)電機(jī)組制造業(yè)。不足，投放到市場中的部分風(fēng)電機(jī)組帶有質(zhì)量問題，給并網(wǎng)運行帶來了嚴(yán)重的隱患。連續(xù)發(fā)生40萬千瓦風(fēng)電機(jī)組同時切除的情況，其原因就是這些機(jī)組不具備低電壓穿越能力。有一些電氣化鐵路附近的風(fēng)電場，由于抗干擾能力不強(qiáng)，在火車經(jīng)過時經(jīng)常發(fā)生機(jī)組切除現(xiàn)象。組進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證，從源頭上杜絕不合格的風(fēng)電機(jī)組接入電力系統(tǒng)。國內(nèi)首家可再生能源發(fā)電實驗室，開展風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場運行檢測的相關(guān)工作。電源的調(diào)節(jié)和儲能系統(tǒng)來平衡，這是長期困擾風(fēng)電并網(wǎng)的最大難題。中國電科院目前正承擔(dān)著國家科技支撐計。定》和國家電網(wǎng)公司《風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定研究》。當(dāng)年年底，國家質(zhì)檢總局和國家標(biāo)

　　

【正文】 以用正的 VARS 來支持電網(wǎng)的穩(wěn)定。 Equalizer 在風(fēng)發(fā)場電壓穩(wěn)定中有非常優(yōu)秀的作用，在公電網(wǎng)發(fā)生故障、電壓跌落的時候，可以動用所有的補(bǔ)償能力來對公電網(wǎng)進(jìn)行有益的電壓支持。 Elspec 產(chǎn)品和現(xiàn)有的所有風(fēng)電場管理系統(tǒng)都可以進(jìn)行通信，中心控制計算機(jī)可以遠(yuǎn)程操作每一個 Equalizer 系統(tǒng)，通過 Elspec 的 PowerIQ 軟件、或者通過任何現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電SCADA 系統(tǒng)。 負(fù)載跌落時候的過補(bǔ)償 負(fù)載跌落是風(fēng)力發(fā)電場中最普遍的現(xiàn)象，因為它們的地理位置和在各種情況下的不穩(wěn)定操 作。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作在全部負(fù)載、使用全部無功補(bǔ)償容量情況下，負(fù)載的跌落馬上影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身甚至于超過對電網(wǎng)的影響。如果補(bǔ)償方法是很慢的，過激勵將會產(chǎn)生， 技術(shù)資訊 第 39 頁 共 41 頁 導(dǎo)致對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的損壞。 在這些情況下， Equalizer 系統(tǒng)馬上會檢測到電流方向的變化，在一個電網(wǎng)周期內(nèi)切除所有的電容器。這樣快速的反應(yīng)能夠防止過激和任何對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的損壞。 功率因數(shù) amp。效率 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)根據(jù)發(fā)電機(jī)的輸出水平而變化，在所有的案例中發(fā)電機(jī)在負(fù)載變化率從 25%直到 125%滿載的情況下，以 25%的增量變化。功率因數(shù)根據(jù)負(fù)載的情況而變化， 比如在 25%的負(fù)載率的情況下功率因數(shù)是最低的。在“沒有負(fù)載”的情況下的無功損耗大約是額定功率的 30%。 傳統(tǒng)的系統(tǒng)因為電容器的放電時間而得到限制，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運行的階段，一個傳統(tǒng)的系統(tǒng)常常因為等待電容器的放電而處于欠補(bǔ)狀態(tài)。同時，斷開時間也非常的慢，也會導(dǎo)致過補(bǔ)。這樣常常會導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)的鎖定，比如因為電壓的不穩(wěn)定而關(guān)斷。很多的風(fēng)力發(fā)電場主只能被迫接受了這樣的一個現(xiàn)實。 當(dāng)使用 Elspec 的 Equalizer 的實時補(bǔ)償系統(tǒng)后這些現(xiàn)象不再發(fā)生，在通常操作的情況下，在 2/3 的電網(wǎng)周期內(nèi)導(dǎo)通和關(guān)斷所有需要的無功功 率，這樣可以實時滿足所有負(fù)載的功率因數(shù)。 表 1 驗證了 1300kW 的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，使用常規(guī) PFC 系統(tǒng)，額定 350KVAR、每一步，這些值的計算是基于平均功率因數(shù)的改善。 表 1 傳統(tǒng)補(bǔ)償系統(tǒng)： 額定功率 1300kW；額定電壓 690V %現(xiàn)在的 kVA 額定輸出 kW 額定效率 功率因數(shù) 實際輸出 kW 輸出電流 A 總的效率 1625 1419 % 1300 1171 % 975 897 % 650 600 % 325 295 % 一個優(yōu)秀的系統(tǒng)，應(yīng)該能保證 100%的效率和電網(wǎng)功率因數(shù)為 ，能保證電流輸出1360A。輸出功率是從（額定輸出 *額定效率 *功率因數(shù)），輸出電流是根據(jù)（輸出功率 /相對相電壓）計算。 如果我們使用 Elspec 的 Equalizer 系統(tǒng)，電網(wǎng)功率因數(shù)在表 2 所顯示的結(jié)果里面，輸出電流在所有的負(fù)載里 都能增加。在這一點顯示，最大的電流的改進(jìn)是在最大的負(fù)載功率負(fù)載時候。盡管這只是 4%的改進(jìn)，看上去很小，但在有 50 個這樣容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)電場，改進(jìn)是 。 技術(shù)資訊 第 40 頁 共 41 頁 表 2 使用 Equalizer 系統(tǒng)： 額定功率 1300kW；額定電壓 690V %現(xiàn)在的kVA 額定輸出 kW 額定效率 功率因數(shù) 實際輸出 kW 輸出電流A 總的效率 與表 1相比較 1625 1526 % % 1300 1232 % % 975 924 % % 650 612 % % 325 301 % % 平均增長 %。 濾波處理 當(dāng) 6 脈沖的變頻技術(shù)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)里面的時候， Equalizer 因為采用特定的電抗器，可以用作濾波器。這是一個非常明顯的優(yōu)勢，這樣使得更少的電壓畸變產(chǎn)生在公共電網(wǎng)上。 沒有瞬變的開關(guān)特性 接觸器開關(guān)所引起的浪涌故障會是一個問題，特別是在大的功率安裝的時候。平均來說，每一個風(fēng)機(jī)有 6 或 7 步的傳統(tǒng)接觸器投切的系統(tǒng)。在所有的負(fù)載補(bǔ)償?shù)那闆r下，這些數(shù)據(jù)將會成倍地增長。比如，一個風(fēng)力發(fā)電場的 30 個風(fēng)力發(fā)電機(jī)在沒有負(fù)載的情況下，有 180210 步的接觸器開關(guān)的步數(shù)。在這樣大的步數(shù)的情況下，全部接觸器導(dǎo)通，相應(yīng)的浪涌將會非常高。 Equalizer 系統(tǒng)是沒有浪涌，使用 SCR 晶閘管和快速傅立葉算法（ FFT 變換）來計算在零電流的時候充放電，保證所有的步數(shù)平穩(wěn)地進(jìn)行。 緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計、特殊的環(huán)境工況設(shè)計 Elspec 的 Equalizer 系統(tǒng)可以提供不同的機(jī)械設(shè)計，所有的這些都是非常的緊湊設(shè)計，以適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)里的有限的空間。很多的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是安裝在遙遠(yuǎn)的地方，必須要考慮到十分惡劣的工作狀況， Equalizer 系統(tǒng)經(jīng)過各種特殊的形式實驗，比如鹽霧、震動等等，丹麥波羅地海 166MW 風(fēng)電場全球招標(biāo)，最后選用 72 套共 100Mvar 的 Equalizer 系統(tǒng)在海上進(jìn)行本地補(bǔ)償應(yīng)用。 Elspec 的產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)唯一能真正做到 520ms 投切全部電容器組，目前國際上所知的其 技術(shù)資訊 第 41 頁 共 41 頁 他技術(shù)在 80ms 內(nèi)只投切或關(guān)斷一組電容器。下圖是使用兩種不同 補(bǔ)償方式的效果比較： 四． Elspec 公司技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電的案例 Equalizer 直接安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)里、進(jìn)行本地補(bǔ)償，全世界的風(fēng)電場有幾千套在運行，廣泛應(yīng)用于澳大利亞、丹麥、德國、法國、美國等國家，在丹麥波羅地海 166MW 風(fēng)電場中使用 72 套共 100MVar 進(jìn)行本地補(bǔ)償應(yīng)用。類似于電動機(jī)起動，風(fēng)力發(fā)電機(jī)在起動的第一個 50/60 周期內(nèi)的電流有很大的無功 和諧波分量，電壓波動非常厲害；而使用了 Equalizer動態(tài)無功補(bǔ)償，系統(tǒng)電壓波動在第一個周期內(nèi)穩(wěn)定、恢復(fù)快，同時發(fā)電機(jī)電流并不明顯，直到有功功率的建立。 在 2/3 的電網(wǎng)周期內(nèi)完成無功功率補(bǔ)償 (典型 ) 開關(guān)電容器組沒有浪涌 在風(fēng)力發(fā)電機(jī)起動的時候防止故障 可以提供更多的無功功率補(bǔ)償 電壓穩(wěn)定功能，使用無功補(bǔ)償控制或使用單獨電壓控制（根據(jù)需求） 和現(xiàn)有的所有風(fēng)電場管理系統(tǒng)都可以進(jìn)行通信 全世界的風(fēng)電場有數(shù)千套運行 (Bonus, Vestas/NEGMicon, Nordex) 技術(shù)資訊 第 42 頁 共 41 頁 安裝在風(fēng) 力發(fā)電場與公網(wǎng)并網(wǎng)處進(jìn)行集中補(bǔ)償，例如在澳大利亞維多利亞 50MW 風(fēng)電場，使用 8MVar 進(jìn)行集中補(bǔ)償應(yīng)用，在低壓 690 伏側(cè)通過變壓器變換補(bǔ)償 22KV、 66KV公共電網(wǎng)側(cè)的電壓（詳細(xì)資料請聯(lián)系本文作者）。新的案例，在澳大利亞維多利亞 80MW風(fēng)電場中使用 32MVar 進(jìn)行集中補(bǔ)償應(yīng)用。 基于目標(biāo)功率因數(shù)或無功功率， 2/3 的電網(wǎng)周期動態(tài)無功補(bǔ)償 穩(wěn)定風(fēng)電場的電壓輸出，達(dá)到供電當(dāng)局的要求 無浪涌的動態(tài)補(bǔ)償，提供系統(tǒng)和設(shè)備長的使用壽命 在公電網(wǎng)電壓跌落的時候進(jìn)行有益的電壓支持 在過電壓的時候切除所有的電容器組 遠(yuǎn)程控制和管理 技術(shù)資訊 第 43 頁 共 41 頁 該風(fēng)力發(fā)電場位于澳大利亞的 Challicum Hills，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電場接入公共電網(wǎng)的時候，要求控制 66 千伏側(cè)的輸出電壓。該風(fēng)電場有 35 臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每臺容量為 ， Elspec公司使用了 4 套 2100Kvar 的 Equalizer 實時動態(tài)無功補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行集中補(bǔ)償。 系統(tǒng)是在 2020 年 8 月調(diào)試驗收， Equalizer 在低壓側(cè) 690 伏通過變壓器來補(bǔ)償 22 千伏、66 千伏側(cè)的電壓， Equalizer 的導(dǎo)通和關(guān)斷是基于非常復(fù)雜的運算，該控制運算是和風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造商和使用公司一起制定的。在這個系 統(tǒng)中，主要依據(jù)的參數(shù)有功率因數(shù)、無功功率、 22 千伏側(cè)的電壓、 66 千伏側(cè)的電壓，功率因數(shù)和無功功率用來作為動態(tài)補(bǔ)償控制，電壓參數(shù)用來作為電壓控制，同時 Equalizer 還可以提供有功功率的控制來補(bǔ)償上級變壓器。 當(dāng)系統(tǒng)有任何故障的時候， Email 和 SMS 短消息可以自動送到以下三個地方：在澳大利亞的風(fēng)電場主、在丹麥的風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造廠商、在以色列的 Elspec 技術(shù)支持部門。