新型無功補償裝置穩定風力發電系統電壓的研究初探

孔令軍

摘要：風力在電力系統中的應用具有非常重要的作用，風力作為一種可再生能源，具有能量大、無污染的優點，在電力系統中的應用可以節約能源，實現可持續發展的戰略目標。現階段風力發電系統主要應用無功補償方式，既發揮了一定的作用，也存在一些問題，本文對新型無功補償裝置穩定風力發電系統電壓存在的問題進行分析，對新型無功補償裝置應用于風力發電系統穩定電壓進行研究，提高電壓的穩定性，保證電力順利輸送。

關鍵詞：無功補償裝置；風力發電系統；穩定電壓；問題；有效措施

一、前言

隨著社會經濟的不斷發展，社會生產對電力的需求越來越大，電力系統為了保證供電安全，對發電機進行了改革，風力發電是可持續發展倡導的清潔能源，目前，已經得到了很好的應用，風電容量注入電力系統對風電系統電網產生了一定的影響，尤其是電網中的電壓穩定。為了保證風力發電系統運行安全，在發電機組中裝置電容補償裝置，以投切補償的方式對機組出力進行補償，但是，投切補償電容器不具備連續性，對電網中電壓穩定產生較大程度的影響。為此，提出了用新型的無功補償裝置穩定風電系統中的電壓，保證電網安全，促進電力企業發展。

二、無功補償裝置應用于風力發電系統中的重要性

影響風力穩定性的因素有很多，其中主要包括：氣候、溫度以及光照，所以風力具有很強的不穩定性，風速發生變化的時候，風電系統中的風電機組也會隨之發生變化，通過無功補償裝置可以有效減少電壓波動對電網運行穩定性的沖擊。在風力風電系統中有足夠的無功功率備用，電網系統中無功電源充足，就可以解決較高電壓下安全用電問題，可以充分滿足無功平衡的需要，提高發電系統的運行電壓質量。電網中有足夠的無功功率，就可以使電網負荷電壓保持在正常水平，無功電源的容量不足，電壓負荷端的電壓就會降低。所以，要提高風力發電系統的電壓質量，保證風力發電系統電壓穩定，就必須使風力發電系統的無功功率保持平衡，電網系統中的無功電源充足。無功補償裝置在風力發電系統中的應用，可以提高無功功率的因數，提高風力發電系統中的設備利用率、輸電功率，有效改善電網的電壓質量，滿足社會生產的用電需求，為社會發展提供充足的動力，促進社會發展，具有非常重要的意義。

現階段，風力發電系統中的無功補償裝置主要有同步調相機、風力電容器、靜止無功補償器以及靜止同步補償器等，每種裝置都有自身的優勢和不足，但這些裝置的共同目的都是減少電感性的負荷，校正無功補償因素，使之接近于1，最大限度的減少無功損耗，保證風電系統中的電壓穩定，保證電網安全運行。下面對基于DSP靜止無功裝置取代并聯電容器無功補償裝置進行分析，這種無功補償裝置的最大特點就是能夠快速連續地對風電發電系統進行無功補償，還可以產生風力發電系統中三項不對稱造成的負序電流，在風力發電系統中的應用具有非常重要的作用。

三、無功補償裝置

這種基于DSP的靜止無功補償裝置是一種比較常見的靜止無功補償器，它的優點是：裝置結構簡單、經濟性好。

圖：無功補償裝置控制圖

如上圖所示，風力發電系統中進行數據處理和計算主要通過運算單元，高速處理能力的DSP對數據進行快速處理，及時發現無功補償裝置在風力發電系統中應用存在的問題，解決這些問題，保證風力發電系統的電壓穩定，在測量環節中對數據進行測量，準確測量出風力發電系統的電壓和電流，從而測算出SVC（靜止無功補償器）的補償電量，將這行信息輸送給觸發環節，觸發環節及時作出反映，對晶閘管的導通角進行控制，保證電網系統的安全運行，為風力發電系統電壓的穩定性提供充分的保障。

四、靜止無功補償裝置中DSP軟件的設計

（一）DSP硬件設計

DSP的硬件在無功補償裝置中發揮著非常重要的作用，是靜止無功補償裝置的重要組成部分，靜止無功補償裝置中DSP的硬件包括：電壓、電流的采樣轉換電路、采樣周期信號產生電路、存儲器擴展電路、復位電路、串行接口以及鍵盤現實模塊，只有保證每一個部分的安全、穩定，靜止無功補償裝置才能在風力發電系統中發揮自身的重要作用。

（二）DSP軟件設計

軟件在靜止無功補償裝置中發揮著和硬件同等重要的作用，軟件和硬件質量得到保證，才能共同促使靜止無功補償裝置正常運行，充分發揮其重要作用。在風力發電系統中為了保證電壓的檢測精度，一般采用128倍頻的采用頻率對風力發電系統中的三相電壓以及三相電流進行采樣，并對采樣數據進行檢測，及時發現風力發電系統運行中存在的問題，及時解決問題，保證電網安全運行，對于電壓異常的情況，應該通過靜止無功補償裝置系統的定時中斷服務實現轉換，確保128倍頻的采用頻率采樣速度，提高工作效率和工作質量，保證電網中三相電壓和三相電流穩定，保證風力發電系統中的電壓穩定。

總之，靜止無功補償裝置中必須保證DSP軟、硬件系統安全、正常，使靜止無功補償裝置能夠在風力發電系統中發揮重要作用，保證電壓穩定，促使電網安全運行，從而為社會生產提供充足的動力支持，促進社會經濟的發展。

結束語

隨著科學技術的不斷發展和進步，無功補償裝置也得到了優化和完善，新型無功補償裝置解決了傳統無功補償裝置中的很多問題，為風力發電系統的正常運行提供了重要保障。尤其是面臨能源短缺問題，風力在發電系統中得到了非常廣泛的應用，為社會生產發展做出了巨大的貢獻，但是，風力發電系統在實際應用過程中存在很多問題，這些問題較大程度影響了風力發電系統中的電壓穩定，對風電系統和電網產生了非常不利的影響，新型無功補償裝置在風力發電系統中的應用有效控制和解決了這些問題，提高了電網質量，為風力發電系統中的電壓穩定提供了充分的保障。因此，風力發電系統為保證電壓穩定，必須應用無功補償裝置，并結合實際情況對無功補償裝置進行優化。

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