风电场无功功率控制方法优化

风电机组的无功功率调整能力有助于电网电压稳定和风电机组本身的稳定运行，但是对于机组控制性能也提出了更高的要求，除了考虑风电机组本身的特殊设计和容量外也需要考虑变压器和电缆等能量传输设备的容量和风电场的控制能力。

在大量风电并网时，电网电压容易引起波动，而传统的电容器组投切方式因为其无功容量和电压的二次方成比例，所以在很多情况下电容器组的投切不能很好地起到保持电压稳定的作用。因此在风电场中使用基于电力电子技术的静态无功补偿设备作为主要无功调节设备将是未来的趋势。从长远来看，当局部电网接入大量风电时，为维持电网电压的稳定，不仅应有大量的容性无功后备容量，也应配置一定的感性无功后备容量。

虽然风电场配电站一般都具备载调压、补偿电容器组或静止无功补偿器，从控制速度和控制效果而言，在风电机组中直接进行无功调整对于电压稳定的影响是最直接的，风电场的调控设备是在总体上保证对电网输出的电能质量的。如果在局部电网中，风电的比例较高，那么对于风电场的动态调控和在紧急情况下处理能力的要求将成倍增加。通常认为风电场的穿透功率极限在10%左右，即风电在局部电网容量中超过这一比例时将无法保证电网的稳定，但这也取决于局部电网的特性和控制能力。

目前《GB/T 19963—2011风电场接入电力系统技术规定》中提出了具体要求如下。

（一）无功电源

风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。风电场安装的风电机组应满足功率因数在超前0.95～滞后0.95的范围内动态可调。

风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力；当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，应在风电场集中加装适当容量的无功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装置。(www.xing528.com)

（二）无功容量配置

风电场的无功容量应按照分（电压）层和分（电）区基本平衡的原则进行配置，并满足检修备用要求。

对于直接接入公共电网的风电场，其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器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容性充电无功功率及风电场送出线路的一半充电无功功率。

对于通过220kV（或330kV）风电汇集系统升压至500kV（或750kV）电压等级接入公共电网的风电场群中的风电场，其配置的容性无功容量能够补偿风电场满发时场内汇集线路、主变压器的感性无功及风电场送出线路的全部感性无功之和，其配置的感性无功容量能够补偿风电场自身的容性充电无功功率及风电场送出线路的全部充电无功功率。

风电场配置的无功装置类型及其容量范围应结合风电场实际接入情况，通过风电场接入电力系统无功电压专题研究来确定。

风电场全场的调节精度和调节速度应满足相关技术规定。