讲述了静止型动态无功补偿装置在风电系统中的重要性,以及茂明风电场无功补偿设备的结构、原理、功能、参数和特点,以及调试及运行状况。风电场无功补偿装置的选型风力发电机在正常运行时,向电网输送的电能是随风力的大小而变化的,因此要求无功随负荷的变化而变化的。这就要求无功补偿装置必须按照实际需要进行自动投切。如果风力发电机在满载时匹配固定补偿电容器,在空载或轻载时,将出现过补偿,发电效率下降,电网电压升高,直接影响电气设备安全运行及寿命;如果风力发电机在空载或轻载时匹配固定补偿电容器,在满载时达不到较为理想的无功补偿要求,在风机停机解列时,同样会导致电网电压升高。风电机组一般还配有大量的变压器、架空集电线路,也会消耗大量的容性无功,因此,风电场有必要配置动态无功补偿装置,以调节风电场无功功率。目前,动态无功补偿装置主要有TCR(晶闸管控制电抗器)型SVC、MCR(磁控电抗器)型SVC、电压型无功自动补偿成套装置等类型,均能满足风电运行需要,性能上TCR型SVC,具有快速抑制(响应时间10ms)电压波动,节约能源,能平滑的控制无功负荷的允许波动,负荷稳定,目前国内应用较广,基于MCR的SVC目前应用还不广泛,其可靠性还需进一步调研。电压型无功自动补偿成套装置价格相对,可靠性也能满足要求,抑制电压波动的速度相对较慢,不能满足风电场运行要求。
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茂明风电场无功补偿的控制策略茂明风场无功补偿采用恒功率因数方式,电压电流取样点为升压站主变220kV侧电压、电流。控制采用开、闭环结合的控制方式。开环以满足SVC控制器的响应时间,确保系统对电压波动和闪变抑制的要求。闭环控制来调节被控TCR电流精度,以确保功率因数的稳定。可实现三相同时控制、分相控制和三相平衡化等多种控制方式。正常运行时,电容器全部投入运行,TCR接入35kV母线,无功补偿控制器接收到风场无功参数后,经过计算,可实现和功率因数运行,自动通过晶闸管调节无功补偿的动态容量。因风场无功补偿控制器安装在晶闸阀,为了更好的监控无功补偿状态,通过RS232接口接入南瑞自动化系统,能够在主控室很好的监视到无功补偿的运行状态,及各项运行参数。茂明风电场配置无功补偿的必要性探讨华能内蒙古茂明风电场一期工程是华能新能源公司在内蒙古西部地区投产的个风电项目。本工程总装机容量为49.5MW,采用由东方汽轮机厂生产的FD70B型1500kW双馈式异步风力发电机。从茂明风电场运行中看,风机能够按照定功率因数运行,监测风机发出的电能质量也较好,满足安全稳定的要求。主要是因为,风机自身在设备配置上采取了无功补偿及消谐措施,可以定功率因数运行,通过参数调整,还可以发出一定容量的容性无功,因此,在风机正常发电时,不投入无功补偿,也能保证输出的电能质量达到电网的要求。但这并不意味着配置无功补偿装置没有必要。
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移相的目的是使整流变压器二次绕组的同名端线电压之间有一个相位移。的移相方法的移相方法就是二次侧采用量、角联结的两个绕组,可以使整流电炉的脉波数提高一倍。10kv干式整流变压器对于大功率整流设备,需要脉波数也较多,脉波数为18、24、36等应用的日益增多,这就必须在整流变压器一次侧设置移相绕组来进行移相。移相绕组与主绕组联结方式有三种,即曲折线、六边形和延边三角形。用于电化学行业的整流变压器的调压范围比电炉变压器要大的多,对于化工电解,整流变压器调压范围通常是56%--105%,对于铝电解来说,调压范围通常是5%--105%。常用的调压方式如电炉变压器一样有变磁通调压,串联变压器调压和自耦调压器调压。另外,由于整流元件的特性,可以在整流电炉的阀侧直接控制硅整流元件导通的相位角度,可以平滑的调整整流电压的平均值,这种调压方式称为相控调压。
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