风电场SVG的作用
5.1.1 风电对电网电能质量的影响
随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。近5年来，世界风能市场每年都以40%的速度增长。1997年全世界风电装机容量只有7000兆瓦，2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。
然而，风电作为电源具有随机性和间歇性，大规模风电场接入电网将对电力系统安全稳定运行、电能质量以及功率的实时平衡等方面产生不利影响。随着更多、更大的风电场投入运行，风电并网等技术问题也会越来越突出。
1、风电场需要解决的关键问题
1.1 风能的特点
风力发电具有其特殊性，由于风电机组的原动力来源于流经风力机的风能，而风速和风向具有随机变动的自然特性，因此风电机组的电能输出也是随机变动的，换句话说，风电机组属于不能进行出力调整的电源装置，所以，风力发电出力的短周期变动较为显著；此外，由于不同安装地点的风速和风向具有明显的差
异，即使在同一个风电场内的风电机组，其出力的变动也是不同步的。
这种随机的、随风速变动的功率注入电网，将对电网造成三个方面的问题：一、有功功率控制的问题；二、无功功率控制的问题；三、电能质量影响。这三个问题将影响电网能承载风力发电总容量，决定风力发电是否是一个稳定、可靠的电源，并最终影响风电作为清洁能源的长远前景。
1.2 风电场有功功率控制问题
传统的基于煤炭能源的火力发电是属于一种可控的发电技术，即其实际出力可遵照人为指令执行。而风能具有不可预测的特性，其随机变动的自然特点使得人们无法控制风力发电实际发电量。
风能的随机性而导致的风力发电不受控的这个特点给电网完全接纳风力发电的电能带来了比较大的困难。因为有可能在电网高峰运行时，会出现风速较低，风能不够的情况；反之，有可能在电网低谷运行时，会出现风速很大，风电机组能够充分发电的情况。其结果就是，风力发电与电网实际所需电能产生矛盾，给电网有功的实时平衡带来较大的难度。
1.3 风电场无功功率控制问题
和传统的火电不同，风电场不仅不能提供无功功率，相反要从电网吸收无功功率，而且在停风状态下也保持与电网的联接并从系统吸收无功。由于单台的风机容量较小，并且每台风机均由一台箱变升压至统
一的35kV母线上，因此风电场存在数量众多的箱式变压器。由于存在数量众多的箱式变压器和35kV/110kV主变压器漏抗的存在，使得风力发电机组的无功需求量随着有功变化而变化。根据前面的分析，风电场的有功是随机、动态变化的，因此风电场的无功需求也是随机、动态变化的。
风电场变化的无功将会将会给风力发电机组、箱式变压器、主变压器和输电线路等带来无功损耗。而无功损耗和无功容量的平方有直接关系，因此控制好风电场的无功将会带来直接的经济效益。
电网运行必须考虑大片区域风电机组切机带来的电压稳定问题。风电场退出运行时，系统由于突然失去大量无功注入可能存在电压崩溃的危险。此外，风电电源往往处于远离负荷中心的电网边缘，与电网之间的连接相对较弱，切机造成的瞬间无功富余无法由内陆地区的电力系统有效消化，严重时将导致系统电压失稳。随着风电装机容量的快速发展，电网的电压稳定问题将会越来越突出。
1.4 电能质量问题
和风电场相关的电能质量问题包括两个方面：一、由风电场自身产生的电能质量问题，如电压波动和骤降以及谐波；二、电网本身存在电能质量问题影响到风电场的运行。
风电机组会引起的电压变动：第一个部分由风电机组投切引起的电压暂降问题，第二个部分是在恒定运行时。风电场对系统影响，体现在波动的功率变化会使系统的电压和频率产生很大的变化，严重时将可
能导致系统失去稳定。谐波问题是风电并网引起的另外一个电能质量问题。谐波的来源包括发电机本身、风电机组的电力电子元件等。谐波电流大小与输出功率基本呈线性关系，也就是与风速大小有关。在正常状态下，谐波干扰的程度取决于变流器装置的设计结构及其安装的滤波装置状况，同时与电网的短路容量有关。
风电场机组的运行受制于系统的运行条件，当系统运行条件恶劣，风电机组很容易在系统扰动下停机，给风电场带来经济损失。在我国已投运的风电场中，曾发生由于电网的冶金企业产生的三相不平衡而导致风机解列。而对于目前比较流行双馈风电机组而言，电压波动将会影响其安全运行，双馈机组对电压质量的要求比较高。
总之，电能质量决定了风电场能否稳定运行，以及风电场允许接入系统的容量，这是一个关系风电场产生经济效益和风电长远发展两方面问题的关键因素。
svg和h5的关系
5.1.2 改善并网风电场运行性能的措施
为了更加充分的利用可开发的风能资源，提高风力发电的比例，除了合理的进行规划设计外，有必要采取改善风电场运行性能的有效措施。降低风电对电网的影响，除了合理选择风电场接入电网的地点和方式，增加接入点的短路容量外，改善风电场的运行性能有两个基本的途径，其一是选用性能优良的新型风电机组，如采用桨距角可调节的变速风机和双馈感应发电机；其二是在现有的风力发电技术的基础上，
通过装设灵活的调节装置来改善系统的运行性能，如动态的无功调节装置（SVG）等。
风电场的无功电源包括风力发电机组和风电场的无功补偿装置。首先应当充分利用风力发电机组的无功容量及其调节能力，如果仅靠风力发电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要，则需要考虑风电场加装无功补偿装置。风电场无功补偿装置可采用分组投切的电容器组，必要时采用可以连续调节的静止无功补偿器或其他更为先进的无功补偿装置。
5.1.3 加装SVG的必要性
电容器的投切量是根据风电机组的有功出力的大小来计算的，但是这种分组投切的电容器不能够实现连续的电压调节。电容器的投切次数有一定的限制，其动作也有一定延时，因此对于风速的快速变化造成的电压波动是无能为力的。静止无功发生器（SVG）则可以快速平滑调节无功补偿功率的大小，提供动态的电压支撑，改善系统的运行性能。将SVG安装在风电场的出口，根据风电场接入点电压的偏差量来控制SVG补偿的无功功率，能够稳定风电场节点电压，降低风电功率波动对电网电压的影响。在系统发生短路故障情况下，SVG的动态无功调节能力可以加快故障切除后风电场内部和接入点电压的恢复过程；在风速变化情况下，SVG可以使风电场电压的波动明显降低，对风电设备安全运行和稳定电能质量均有很好的作用。
此外，风机在工作时会产生一定量的谐波电流，谐波电流在各个方面对设备都有一定的影响：1）谐波
对供电变压器的影响
谐波对供电变压器的影响主要是产生附加损耗，温升增加，出力下降，影响绝缘寿命。
2）谐波对旋转电机的影响
谐波对旋转电机的主要影响是产生附加损耗，其次产生机械振动，噪声和谐波过电压。
3）谐波对电缆及并联电容器的影响，当产生谐波放大时，并联电容器，将因过电流及过电压而损坏，严重时将危及整个供电系统的安全运行。
4）谐波对变流装置的影响
交流电压畸变可能引起不可逆变流设备控制角的时间间隔不等，并通过正反馈而放大系统的电压畸变，使变流器工作不稳定，而对逆变器则可能发生换流失败而无法工作，甚至损坏变
流设备。
5）谐波对通信产生干扰，使电度计量产生误差。
6）谐波对继电保护自动装置和计算机等也将产生不良影响。
上述的无功问题和谐波问题都会给电网的运行或效率带来不良的影响，同时也会对接在该公用电网中的其他用电设备带来一些不良的影响甚至危害。
当消弧线圈调谐不当和系统对地电容处于串联谐振状态时会引起中性点电压过高，而且会对上述无功问题和谐波问题进一步放大（电容器的应用也可能导致谐波放大现象），从而引起三相对地电压严重不平衡，会对电气设备的安全运行造成极大的威胁。因此系统必须考虑加装快速的无功功率补偿装置，以滤除谐波，平衡无功的波动。
静止无功发生器（SVG）可以快速平滑调节无功补偿功率的大小，提供动态的电压支撑，改善系统的运行性能。
在系统发生短路故障情况下，SVG的动态无功调节能力可以加快故障切除后内部工况的恢复过程；在负载变化情况下，SVG可以使变电站的电压波动明显降低，对工艺设备及变电站安全运行和稳定电能质量均有很好的作用。
风电场SVG的作用
5.1.1 风电对电网电能质量的影响
随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。近5年来，世界风能市场每年都以40%的速度增长。1
997年全世界风电装机容量只有7000兆瓦，2007年已有9万兆瓦，这一数字到2010年将是16万兆瓦。预计未来20-25年内，世界风能市场每年将递增25%。随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。
然而，风电作为电源具有随机性和间歇性，大规模风电场接入电网将对电力系统安全稳定运行、电能质量以及功率的实时平衡等方面产生不利影响。随着更多、更大的风电场投入运行，风电并网等技术问题也会越来越突出。
1、风电场需要解决的关键问题
1.1 风能的特点
风力发电具有其特殊性，由于风电机组的原动力来源于流经风力机的风能，而风速和风向具有随机变动的自然特性，因此风电机组的电能输出也是随机变动的，换句话说，风电机组属于不能进行出力调整的电源装置，所以，风力发电出力的短周期变动较为显著；此外，由于不同安装地点的风速和风向具有明显的差异，即使在同一个风电场内的风电机组，其出力的变动也是不同步的。
这种随机的、随风速变动的功率注入电网，将对电网造成三个方面的问题：一、有功功率控制的问题；二、无功功率控制的问题；三、电能质量影响。这三个问题将影响电网能承载风力发电总容量，决定风力发电是否是一个稳定、可靠的电源，并最终影响风电作为清洁能源的长远前景。
1.2 风电场有功功率控制问题
传统的基于煤炭能源的火力发电是属于一种可控的发电技术，即其实际出力可遵照人为指令执行。而风能具有不可预测的特性，其随机变动的自然特点使得人们无法控制风力发电实际发电量。
风能的随机性而导致的风力发电不受控的这个特点给电网完全接纳风力发电的电能带来了比较大的困难。因为有可能在电网高峰运行时，会出现风速较低，风能不够的情况；反之，有可能在电网低谷运行时，会出现风速很大，风电机组能够充分发电的情况。其结果就是，风力发电与电网实际所需电能产生矛盾，给电网有功的实时平衡带来较大的难度。
1.3 风电场无功功率控制问题
和传统的火电不同，风电场不仅不能提供无功功率，相反要从电网吸收无功功率，而且在停风状态下也保持与电网的联接并从系统吸收无功。由于单台的风机容量较小，并且每台风机均由一台箱变升压至统一的35kV母线上，因此风电场存在数量众多的箱式变压器。由于存在数量众多的箱式变压器和35kV/110kV主变压器漏抗的存在，使得风力发电机组的无功需求量随着有功变化而变化。根据前面的分析，风电场的有功是随机、动态变化的，因此风电场的无功需求也是随机、动态变化的。
风电场变化的无功将会将会给风力发电机组、箱式变压器、主变压器和输电线路等带来无功损耗。而无功损耗和无功容量的平方有直接关系，因此控制好风电场的无功将会带来直接的经济效益。
电网运行必须考虑大片区域风电机组切机带来的电压稳定问题。风电场退出运行时，系统由于突然失去大量无功注入可能存在电压崩溃的危险。此外，风电电源往往处于远离负荷中心的电网边缘，与电网之间的连接相对较弱，切机造成的瞬间无功富余无法由内陆地区的电力系统有效消化，严重时将导致系统电压失稳。随着风电装机容量的快速发展，电网的电压稳定问题将会越来越突出。
1.4 电能质量问题
和风电场相关的电能质量问题包括两个方面：一、由风电场自身产生的电能质量问题，如电压波动和骤降以及谐波；二、电网本身存在电能质量问题影响到风电场的运行。

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