风力发电系统无功补偿的重要性分析

    风力发电系统无功补偿的重要性分析

    能源匮乏，环境污染，如何持续发展，现代能源工作者及政府主管部门都在探索与思考。而风能由于其在经济上比其它可再生能源更具有竞争潜力，因而发展迅速。全世界风力发电装机容量年均增长率为50%，是全球增长速度最快的能源之一。根据世界能源理事会的有关资料，地球表面有27%的地区年平均风速高于5m\s（距地面10m高）。中国风能资源十分丰富，全国风能量约为4.8×109MW，可利用的风能资源约为2.53亿kw，主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部、南部沿海地带及岛屿。

    按照不同的需要，风能可以被转化成其它不同形式的能量，如：机械能、电能、热能等。人类利用风能已有几千年历史，在蒸汽机发明以前风能曾作为重要的动力，用于船舶航行、提水饮用、排水造田、磨面和锯木等。埃及被认为可能是最先利用风能的国家，约在几千年前，他们就开始使用风帆来帮助航船，波斯和中国也很早开始利用风能，主要是使用垂直轴风车。风力发电以风能作为动力源，将风能转化为人类可直接利用的电能，具有绿色环保，可再生性，一次性投资，持续产生经济效益的特点，因此世界各国都大力发展对风能的利用。我国更是大力提倡发展风电产业，已建立和正在筹建许多风力发电厂。在风力发电系统中，如何保障其安全可靠的运行，减少后期设备更新维护，提高经济效益，成为现已运行中许多风电厂的首要课题。本文针对西安森宝电气工程有限公司对吉林省长春风力发电公司通榆风力发电厂的风力发电机无功补偿设备维护及技术改进，运行中所出现的问题提出改进和解决方案，经检测，改进后效果显著，对风力异步发电机长期可靠运行将十分有利。

    风力发电厂发电特点及无功补偿电容器匹配方式的确定

    大多数风力发电机组都选用异步发电机,异步发电机在风力拖动下,转速在接近或高于电机同步速时就可合闸并网,并网后电机的电压、频率与电网相等,转速和频率无关,输出功率近似和风速成线性关系，有的风力发电机输出功率近似和转速成线性关系，区别在于有无调速器。

    异步发电机的最大特点是需要从电网系统吸收相应的无功功率才可向外输出电能，即发电机的激磁无功电流以及定转子漏抗消耗无功电流要由电网提供，或由电容器补偿。若由电网提供，则使电网功率因数降低，导致电网损耗增大；若由电容器补偿，则需增加无功补偿设备，维持风力发电机输出电能时的功率因数与电网相同，保持在理想功率因数状态。风力发电厂在运行中，均采用由电容器组成的无功补偿设备，就地为异步发电机提供发电时所需的无功功率。若采取由电网提供时，由于会造成电网本身功率因数下降，无功损耗增加，甚至造成电网电压下降，供电网络崩溃，因此，电网本身也应增加相应的电力电容器来补偿发电机吸收的无功功率，使电网功率因数维持在高的目标功率因数。但根据无功补偿的一般原则，就地补偿效果最为理想，若电网为风力发电机提供无功功率，会造成电网有功功率损耗增加，实际运行中也是不经济的。现多为两者相结合，风力发电机所需无功功率主要由自身提供，电网侧适当进行少量无功补偿。