4.3.4各種補(bǔ)償裝置的比較1動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償效果和應(yīng)用SVC/STATCOM可以提供動(dòng)態(tài)無功功率用以保證交流電壓以滿足并網(wǎng)要求，可以在幾個(gè)周波內(nèi)對交流電壓的變化做出相應(yīng)oSVC/STATCOM的快速響應(yīng)特性可以減少系統(tǒng)故障時(shí)風(fēng)電場電壓跌落，增強(qiáng)了風(fēng)電場的故障穿越能力；抑制電網(wǎng)故障清除后的過電壓，降低由過電壓導(dǎo)致的風(fēng)電場切機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。在正常運(yùn)行方式下，恒功率因數(shù)控制的DFIG變速風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行特性與定速風(fēng)電機(jī)組類似，只是無功功率需求量小于后者，所以采用SVC/STATCOM調(diào)解方案時(shí)，與用于圖4-18中所示的定速風(fēng)電機(jī)組風(fēng)電場的調(diào)節(jié)效果相仿。SVC/STATCOM等動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備最大的優(yōu)點(diǎn)在于，電網(wǎng)故障期間可以提供快速無功支持，提高發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，改善風(fēng)電場暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。而基于DFIG變速風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場也可以通過充分發(fā)揮風(fēng)電機(jī)組自身控制系統(tǒng)的作用，改善風(fēng)電場的暫態(tài)電壓特性。通過風(fēng)電機(jī)組自身控制的作用不能滿足系統(tǒng)要求時(shí)，采用SVC/STATCOM調(diào)節(jié)方案將具有更積極的作用?；谟来胖彬?qū)(PermanentMagnetSynchronous,PMG)變速風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場與基于DFIG變速風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場有近似的運(yùn)行特性，可采用相同的無功電壓調(diào)節(jié)方案。不過需要注意：PMG只與電網(wǎng)交換有功功率，基于PMG的風(fēng)電機(jī)組與電網(wǎng)的無功功率交換由電網(wǎng)側(cè)變流器完成，因此PMG發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化不會(huì)對風(fēng)電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性造成直接影響；電網(wǎng)短路故障可能導(dǎo)致變流器閉鎖，并切除風(fēng)電機(jī)組，為了保證電網(wǎng)故障后的不間斷運(yùn)行，需要?jiǎng)討B(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的快速無功支持。2SVC與STATCOM的不同特點(diǎn)1)無功功率特性在圖4-13中，以補(bǔ)償裝置向系統(tǒng)輸出的無功功率為負(fù)(即電感狀態(tài))時(shí)對應(yīng)的電流為正，并有icma>0,ilma>0。當(dāng)系統(tǒng)在SVC或STATCOM裝設(shè)點(diǎn)對無功功率的需求在補(bǔ)償裝置的額定容量之內(nèi)時(shí)，SVC與STATCOM在功能上無優(yōu)劣之分。圖4-13SVC與STATCOM的無功電流、電壓特性對比SVC與STATCOM的差別主要體現(xiàn)在系統(tǒng)在無功補(bǔ)償裝置裝設(shè)點(diǎn)對無功功率的需用超出其額定容量的情況。在此情況下，SVC退化為電容器或電抗器，SVC裝置輸出的無功功率與系統(tǒng)電壓的二次方成正比，也即其輸出地?zé)o功電流與系統(tǒng)電壓成正比，因此在電力系統(tǒng)電壓降低時(shí)，SVC裝置輸出的無功功率會(huì)以與系統(tǒng)電壓下降的比例而下降；而STATCOM退化為恒定電流源，STATCOM裝置輸出的無功功率與系統(tǒng)電壓成比例，也即其輸出的無功電流與系統(tǒng)電壓無關(guān)，因此在電力系統(tǒng)電壓降低時(shí)，STATCOM裝置輸出的無功功率會(huì)以與系統(tǒng)電壓下降的比例而下降。所以在系統(tǒng)電壓下降時(shí)，STATCOM裝置吸收無功功率的能力比SVC強(qiáng)；而在系統(tǒng)電壓升高時(shí)，STATCOM裝置吸收無功功率的能力比SVC弱。在電力系統(tǒng)中，因?yàn)橄到y(tǒng)出現(xiàn)故障后的動(dòng)態(tài)過程中主要出現(xiàn)的問題是電壓降低，因此STATCOM裝置的無功功率特性比同容量的SVC裝置更好，在提高風(fēng)電場暫態(tài)穩(wěn)定極限方面也比SVC更有利。圖4-13示出了SVC和STATCOM的輸出無功電流特性，圖中，u如為補(bǔ)償裝置的參考電壓。由圖可見，當(dāng)系統(tǒng)電壓降低到一定值或升高到一定值后，SVC特性變成純電抗特性，其輸出的無功電流與系統(tǒng)電壓成正比，而STATCOM受關(guān)斷器件容量限制，其特性變成恒電流特性，即STATCOM裝置產(chǎn)生最大的容性無功電流或感性無功電流。大量的仿真分析表明，在電力系統(tǒng)故障過程中，電壓降低導(dǎo)致同容量的STATCOM裝置的無功功率補(bǔ)償能力相當(dāng)于1.2-1.3倍容量的SVC裝置的無功功率補(bǔ)償能力。若SVC和STATCOM容量相同且調(diào)節(jié)特性相同，則其對提高輸電系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性作用也相同，換言之，對輸電線路的最大傳輸功率的提高也相同。在提高暫態(tài)穩(wěn)定極限方面，STATCOM比SVC能更有效的增加減速面積。3)阻抗特性SVC裝置是電抗型的，接入電力系統(tǒng)后有可能改變源電力系統(tǒng)的阻抗特性，因此如果計(jì)劃在電力系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)安裝SVC裝置，除了研究SVC裝置投入后對提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的作用外，還必須詳細(xì)研究系統(tǒng)在SVC裝置接入系統(tǒng)前后阻抗特性的變化，防止SVC裝置接入后因改變系統(tǒng)阻抗特性導(dǎo)致出現(xiàn)諧振，在SVC的工程實(shí)踐中曾經(jīng)出現(xiàn)安裝SVC裝置后系統(tǒng)出現(xiàn)諧振的例子。特別是電力系統(tǒng)安裝多臺(tái)SVC裝置后更容易出現(xiàn)諧振問題，因此必須予以考慮。而STATCOM裝置為電壓源逆變裝置，投入系統(tǒng)后不會(huì)改變系統(tǒng)的阻抗特點(diǎn)，因此不存在諧振問題。諧振問題SVC裝置中TCR部分由于晶閘管的非全開通必然產(chǎn)生諧波，因此SVC裝置必須要安裝額外的濾波器，而STATCOM裝置通過合理設(shè)計(jì)可使逆變器輸出的電壓諧波含量較低，一般情況不需要安裝額外的濾波器。6)響應(yīng)速度由于SVC裝置TCR部分采用的是不可關(guān)斷晶閘管，因此一旦晶閘管導(dǎo)通，必須等電流過零才能自然關(guān)斷，因此SVC控制系統(tǒng)發(fā)出指令到晶閘管相應(yīng)最大的延時(shí)為10ms(半周期)，再加上TCR本身的過渡過程，整個(gè)SVC裝置的響應(yīng)時(shí)間為50ms-60ms。而STATCOM裝置為可控電流源，其延時(shí)主要是由裝置的固有時(shí)間常數(shù)造成，因此響應(yīng)時(shí)間為20-30ms，最快的基于PWM調(diào)制的STATCOM裝置的響應(yīng)速度可以在10ms左右。占地面積SVC裝置采用電容器、電抗器作為無功補(bǔ)償器件，因此需要較大容量的交流電容器和電抗器，因而整個(gè)SVC裝置的占地面積比較大；而STATCOM裝置則無需大容量的交流電容器和電抗器，因此占地面積比較小。根據(jù)國外的工程經(jīng)驗(yàn)，同容量的STATCOM裝置占地面積僅為SVC裝置的1/3,由于STATCOM裝置的體積小，因此甚至可以將STATCOM裝置做成移動(dòng)式。從圖4-14和圖4-15中可以看出兩者體積上的差異。圖4-14吉林鎮(zhèn)賚風(fēng)電場(49.5MW)SVC圖4-15中電普瑞100MWVarSTATCOM網(wǎng)上沒找到。。。