文档介绍：技术在风电场中的应用
张佳丽1,周立专2,谭丹3
(广东明阳龙源电力电子有限公司广东中山 528400)
摘要未来的能源结构将依赖于可再生能源的组合,如水电,风能,太阳能和潮汐能。这意味着电网必须加以调整,以便于处理这些新能源发出的电,并尽可能地以最佳的方式使用它们。在配电侧,可再生能源发电机组必须进行改进,以使它输入电网的电力与传统发电机发出的电力一样稳定。
为了保持高效的输电和配电,需要控制系统中无功功率的平衡。无功供应不足会导致高的电网损耗、设备过负荷、无法接受的电压等级、电压不稳定甚至供电中断。ABB公司提供了一系列全面的无功补偿产品和专门的解决方案,以应对这些挑战。解决方案之一就是PCS 6000 ,该产品被证明对英国风力发电场来说是一个可靠、强大而高效的补充。
关键词;无功补偿;风电场
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
风电作为一种新型无污染的可再生能源,具有较成熟的技术、优越的经济性和巨大的市场潜力。然而,随着风电场的装机容量越来越大,它已不再是小规模的、单一的分布式发电机组。它对所连接网络的影响越来越大,不能再被忽视。因此电力运营商制订了详细的电网技术规范,对风电场并网做出了严格的规定。该规范包括动态无功补偿,连续的电压控制和故障穿越能力等方面的要求。目前常用风力发电机的设计不能满足电网技术规范要求。使用这些风机的风电场如要并网,则需要安装额外的设备,、SVC等。与SVC相比具有更优越的运行特性,更灵活的适用范围,欠压条件下无功调节能力更强的优点,同时谐波含量和占地面积都大大减小。装置并成功应用于风电场。
1 的解决方案
原理
的基本原理是一个通过电感连接到电网上的电压源型换流器(VSC
),无功功率可以通过调节VSC的电压幅值来改变。
目前,基本上都采用电压源型换流器(voltage source converter,VSC),来说明其工作原理。的主电路包括作为储能元件的电容和基于电力电子器件的VSC,变换器通过连接电抗(或变压器)接入系统。理想情况下(的损耗),的输出等效成“可控”电压源UI*,系统视为理想电压源US*,两者相位一致,当UI>US 时,的电流相位超前系统电压90°,工作于“容性”区,输出感性无功:反之,当UI<US时,的电流滞后系统90°,工作于“感性”区,吸收感性无功;当UI=US时,之间的电流为0,不交换无功功率。可见,输出无功功率的极性和大小决定于UI和US的大小,发出或吸收无功的多少。
的实现
所需要的电压型换流器包括自换向的换流器和一个直流环节。是PCS 6000系列产品的一员,这一系列产品的应用范围很广。它和广泛使用的ACS 6000中压设备一样都使用了最先进的电源技术。这些电力电子模块的标准化在成本和质量上提供了很大的优势。随着ACS和PCS 6000在全球范围的销售,这种换流器组
被证明有很好的业绩和较高的可靠性。这种换流器组的基础是三级的IGCT模块。IGCT(集成门极换流晶闸管)是功率经济范围内的最先进的半导体器件。使用中高压电力电子设备是最符合成本效益的。因此,基于IGCTs电力电子模块可用于模块化的电压源转换器。
2 的功能
无功功率及电压控制
与电力频率不同,联络线上每一点的频率必须相同,电压是一个局部