這是一個關(guān)于無功補償裝置知識PPT課件，包括了無功補償裝置的發(fā)展過程，常見的無功補償方式，典型無功補償?shù)脑�理，風電場的特殊性，風電場無功需求的特點，主要補償裝置的損耗比較，經(jīng)濟技術(shù)比較的總結(jié)，風電場無功補償容量得確定方法，設(shè)計風電場無功電壓綜合控制系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等內(nèi)容。各種無功補償裝置的 發(fā)展歷史及其比較前言 近年來，由于電網(wǎng)容量的增加，對電網(wǎng)無功要求也與日增加。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運行所不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中，無功要保持平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓下降，嚴重時，會導致設(shè)備損壞，系統(tǒng)解列。 此外，網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓降低，使電氣設(shè)備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降，損耗增加。因此，解決好網(wǎng)絡(luò)補償問題，對網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能有著極為重要的意義。 隨著能源的日益緊缺，節(jié)能降耗日益引起人們的關(guān)注。無功功率補償作為一種投資少、收效快的重要節(jié)能形式變得尤加重要。裝設(shè)無功補償裝置后的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在如下幾個方面: 提高功率因數(shù)，避免罰款，減少工礦企業(yè)電費開支，降低企業(yè)成本；減少電氣設(shè)備中的電流，降低損耗，節(jié)約電能；可降低電力系統(tǒng)電壓損失，減少電壓波動．改善電能質(zhì)量；增加變壓器及電網(wǎng)的利用率．節(jié)省電器設(shè)備的投資．挖掘原有電氣設(shè)備潛力；減少設(shè)備發(fā)熱，減少設(shè)備損壞，提高了設(shè)備的可靠性。無功補償裝置的發(fā)展過程 無功補償裝置在50中多年的發(fā)展歷史中經(jīng)歷了從簡單到復雜，從手動到自動的發(fā)展過程。電力系統(tǒng)并聯(lián)補償裝置可以按照不同的標準進行分類. 從靜態(tài)到動態(tài)，從單一的無功控制到無功電壓綜合控制如按照并聯(lián)補償裝置器件不同可以分為機械投切阻抗型裝置和變壓型. 如果按照并聯(lián)補償裝置輸出功率的性質(zhì)可以分為有功功率與無功功率并聯(lián)補償裝置，還可以按照并聯(lián)補償裝置的響應(yīng)速度分為靜態(tài)型裝置、動態(tài)型裝置，歡迎點擊下載無功補償裝置知識PPT課件。

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各種無功補償裝置的 發(fā)展歷史及其比較前言 近年來，由于電網(wǎng)容量的增加，對電網(wǎng)無功要求也與日增加。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運行所不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中，無功要保持平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓下降，嚴重時，會導致設(shè)備損壞，系統(tǒng)解列。 此外，網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓降低，使電氣設(shè)備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸能力下降，損耗增加。因此，解決好網(wǎng)絡(luò)補償問題，對網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能有著極為重要的意義。 隨著能源的日益緊缺，節(jié)能降耗日益引起人們的關(guān)注。無功功率補償作為一種投資少、收效快的重要節(jié)能形式變得尤加重要。裝設(shè)無功補償裝置后的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在如下幾個方面: 提高功率因數(shù)，避免罰款，減少工礦企業(yè)電費開支，降低企業(yè)成本；減少電氣設(shè)備中的電流，降低損耗，節(jié)約電能；可降低電力系統(tǒng)電壓損失，減少電壓波動．改善電能質(zhì)量；增加變壓器及電網(wǎng)的利用率．節(jié)省電器設(shè)備的投資．挖掘原有電氣設(shè)備潛力；減少設(shè)備發(fā)熱，減少設(shè)備損壞，提高了設(shè)備的可靠性。無功補償裝置的發(fā)展過程 無功補償裝置在50中多年的發(fā)展歷史中經(jīng)歷了從簡單到復雜，從手動到自動的發(fā)展過程。電力系統(tǒng)并聯(lián)補償裝置可以按照不同的標準進行分類. 從靜態(tài)到動態(tài)，從單一的無功控制到無功電壓綜合控制如按照并聯(lián)補償裝置器件不同可以分為機械投切阻抗型裝置和變壓型. 如果按照并聯(lián)補償裝置輸出功率的性質(zhì)可以分為有功功率與無功功率并聯(lián)補償裝置，還可以按照并聯(lián)補償裝置的響應(yīng)速度分為靜態(tài)型裝置、動態(tài)型裝置。按照并聯(lián)補償裝置安裝系統(tǒng)不同還可以分為輸電系統(tǒng)并聯(lián)補償裝置和配電系統(tǒng)并聯(lián)補償裝置。還可以按照并聯(lián)補償裝置的電壓等級分為低壓并聯(lián)補償裝置、中壓并聯(lián)補償裝置與高壓并聯(lián)補償裝置。 ·而按補償對象不同無功補償技術(shù)又可分為負荷補償和系統(tǒng)補償兩類。按照改變無功的方式分為改變阻抗型和改變電壓型。常見的無功補償方式調(diào)相機典型無功補償?shù)脑�理－靜態(tài)無功補償?shù)湫蜔o功補償?shù)脑�理－靜態(tài)無功補償?shù)湫蜔o功補償?shù)脑�理－動態(tài)無功補償?shù)湫蜔o功補償?shù)脑�理－動態(tài)無功補償?shù)湫蜔o功補償?shù)脑�理－動態(tài)無功補償?shù)湫蜔o功補償?shù)脑�理－動態(tài)無功補償?shù)湫蜔o功補償?shù)脑�理－動態(tài)無功補償無功補償裝置的技術(shù)經(jīng)濟對比 風電場的特殊性（1） －電網(wǎng)平均負荷和風電場綜合出力相關(guān)性較弱 由于風能分布的隨機性以及風速不能準確預測等因素，風電的出力變化也在相當程度上不可預測和控制。在某些情況下，風電的出力變化與電網(wǎng)的負荷變化相反，在某些農(nóng)灌負荷、升降溫負荷占相當比重的電網(wǎng)中這種情況較為普遍(見圖1)。這種情況下，風電功率的注入不僅不能改變系統(tǒng)的負荷特性，反而會使其惡化，使峰谷差增大，增大了電網(wǎng)調(diào)度的難度。 風電場的特殊性（2）-風電場往往處于電網(wǎng)的末端 我國風電場有的處于電網(wǎng)的末端，電網(wǎng)的電壓、頻率不夠穩(wěn)定，三相負荷不平衡的問題也經(jīng)常出現(xiàn)，電網(wǎng)接納風電的能力已經(jīng)成為風電發(fā)展的瓶頸。 風電場的特殊性（3）-風電場內(nèi)風機啟動需要1－5分鐘才能全部啟動 風電場一般占地面積較大，約方圓20－40平方公里，風場內(nèi)的風機啟動是一個緩慢的過程，無功的波動也是一個相對較慢的過程，但是無功補償裝置的相應(yīng)時間應(yīng)控制在1分鐘內(nèi)較好，即可滿足風電場的無功變化跟蹤需要還不必與主變的檔位開關(guān)的調(diào)整速度放生沖突。風電場還具有投資大，資金回收期長，需要的使用周期約20年等特點。風電場對電網(wǎng)電壓的影響（1） －嚴重影響電網(wǎng)的電壓質(zhì)量 以普通感應(yīng)電機作發(fā)電機的定速風電機組，其功率因數(shù)隨機組出力增加往往呈降低的趨勢，如圖2所示。對于裝機容量較多的風電場，實際運行過程中會導致臨近節(jié)點電壓的降低，有時會嚴重影響電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。同時，當風電場電壓降低時，異步發(fā)電機吸收的無功功率會增加，而機端并聯(lián)電容器補償?shù)臒o功出力反而減少，因此可能會導致局部電力系統(tǒng)的電壓失穩(wěn)。由于定速風電機組所并聯(lián)的無功補償裝置多是采用接觸器進行投切，投切過程中所產(chǎn)生的涌流及過電壓嚴重損壞了電容器的壽命，電容器的投運率并不高。   風電場對電網(wǎng)電壓的影響（2）－造成電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)都很困難。 變速風電機組的功率因數(shù)一般可在＋0.95～－0.95之間設(shè)定，但它的功率因數(shù)為廠家設(shè)定(一旦設(shè)定，更改只能通過外方廠家)。換言之，它喪失了對電壓的調(diào)節(jié)能力，一旦電網(wǎng)運行狀態(tài)發(fā)生變化，以前設(shè)定的功率因數(shù)就有可能會對電網(wǎng)電壓造成負面影響，尤其是當風電場裝機容量較大時，會造成一天內(nèi)的電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)都很困難。 變速風電機組發(fā)出無功功率的同時會降低有功功率輸出，這在一定程度上減少了風力發(fā)電機的出力，降低了經(jīng)濟效益。況且每臺風電機組獨自控制，不能有效的降低無功潮流的流動和保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定。 電網(wǎng)對風電場接入系統(tǒng)的要求 為有效的降低大型風電場接入系統(tǒng)所帶來的負面影響，國家電網(wǎng)公司《風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定（試行）》作出了明文規(guī)定：僅靠風力發(fā)電機組的無功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要，則需要考慮在風電場加裝無功補償裝置。還規(guī)定風電場無功功率應(yīng)當能夠在其容量范圍內(nèi)進行自動調(diào)節(jié)，使風電場變電站高壓側(cè)母線電壓正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10％，一般應(yīng)控制在額定電壓的-3％～7％。還規(guī)定功率因數(shù)應(yīng)控制-0.98∽+0.98之間，同時諧波不能超出國家標準，這一規(guī)定會對風電接入系統(tǒng)的研究帶來深遠的影響。 為滿足風電機組運行要求和電網(wǎng)對并網(wǎng)風電場無功功率與電壓調(diào)節(jié)的要求，風電場裝設(shè)無功電壓自動控制系統(tǒng)成為了必然選擇。 風電場無功需求的特點通過對風電場特殊性、風力發(fā)電對電網(wǎng)的影響及國家對風電場接入系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)：風電場的無功補償既得能夠自動跟蹤無功功率的變化還得滿足響應(yīng)時間控制在1分鐘內(nèi)，具有無功補償?shù)耐瑫r還需要具備系統(tǒng)電壓調(diào)整的能力。還應(yīng)該具備投資少，易維護，壽命長，損耗小等特點才能滿足風電場無功補償?shù)男枰�。主要補償裝置的損耗比較 DWZT電壓無功自動補償裝置損耗計算如下： 其中查閱相關(guān)元件參數(shù)得知：12000kva的調(diào)壓器損耗為， 240kvar電抗的損耗為2％，60kvar電抗的損耗為3％；電容器損耗角正切值安0.0008計算。年損耗為： 對于補償容量為12000kvar分組投切的補償裝置損耗計算如下：假設(shè)每組補償容量為3000kvar， 年損耗為： SVC的總損耗估算以電容器總安裝容量14000kvar計損耗角正切值0.0005，運行小時數(shù)以8760小時。濾波串聯(lián)電抗器的總?cè)萘恳?50kvar，損耗為2％，運行小時數(shù)以8760小時。 相控并聯(lián)電抗器及晶閘管閥組的總?cè)萘恳?2000kvar計，損耗2％，相控電抗器運行小時數(shù)8760/2小時經(jīng)濟技術(shù)比較的總結(jié)分組投切的電容器組(TBB－Z)，由于工作的過程中產(chǎn)生涌流和過電壓對電容器造成沖擊，危害設(shè)備的安全運行，同時在投切的過程中有充放電的問題，所以切除之后再次投入需要5分鐘，滿足不了風電場無功波動的需求。價格較低。風電場無功補償容量得確定方法風電場無功補償容量的確定需根據(jù)風電場接入系統(tǒng)后造成得影響來確定。如果風電場接入系統(tǒng)后對電網(wǎng)的電壓影響較大，此時需根據(jù)電網(wǎng)的年運行特性、接入點的短路容量、周邊發(fā)電廠的特性及風電場的運行特性經(jīng)系統(tǒng)仿真后確定。這種情況不僅需要配置容性無功功率還需要配置感性無功功率。此時供電局對風電場的考核是接入系統(tǒng)側(cè)的電壓而不應(yīng)該是功率因數(shù)。對于風電場裝機容量小，對電網(wǎng)影響小的風電場只需要考慮風電場內(nèi)部線路的充電無功功率、變壓器消耗的無功功率和風機的無功功率即可。此時供電局對風電場的考核是接入系統(tǒng)側(cè)的功率因數(shù)而不是電壓。對于電網(wǎng)的電壓和功率因數(shù)只能保證其中一項兼顧另外一項。成功案例 12月9日，國電龍源集團赤峰新勝風力發(fā)電有限公司一期翁牛特風電場100.5MW工程建設(shè)項目最后一項分項工程，220kV變電站工程項目建設(shè)順利通過驗收，這標志著翁牛特風電場100.5MW工程建設(shè)已經(jīng)全部竣工。國電龍源集團赤峰翁牛特新勝風電公司創(chuàng)下了中國風電史上的三個第一：當年開工，當年投產(chǎn)，建設(shè)速度第一；第一個整機國產(chǎn)化實驗風電場；單場裝機容量全國第一。該電場變電所一期安裝了北京思能達公司兩套35kV并聯(lián)集中無功電壓控制裝置，其中每套裝置容性無功配置20000kvar，感性無功19000kvar。此裝置運行至今安全可靠，為有效的穩(wěn)定了系統(tǒng)電壓，為此大型風電場接入系統(tǒng)奠定了有力條件。 用戶的評價設(shè)計風電場無功電壓綜合控制系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ·電網(wǎng)公司對風電場的接入點的考核要求，是對無功功率還是對電壓作為電能質(zhì)量的考核目標；接入點的電壓波動曲線、短路容量； ·需提供區(qū)域電網(wǎng)的年負荷特性，電網(wǎng)的分布圖； ·風電場的接入方案，包括線路的長度、型號，風機的型號、數(shù)量； 謝謝大家！ 歡迎到本公司參觀指導！北京思能達電力技術(shù)有限公司地址：北京市海淀區(qū)上地三街嘉華大廈郵編：100085 電話：010－62980147 傳真：010－62985047－801nAX紅軟基地

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