摘要：近年来，风力发电接入电网的规模比重越来越大，随着各行各业对用电要求越来越高，电网公司对发电企业上网电能质量的要求也越来越严格。风电场无功补偿装置的调节精度及响应速度越来越受到重视。结合110 kV升压站，35kV 无功补偿装置SVG在生产过程之中的实际运行性能，找出一种合理的无功补偿方式。
关键词：电能质量；SVG；无功补偿；风力发电 引言
随着国家新能源的发展，风力发电在电网中的比例越来越大，风电机组并网对电网系统的影响也越来越明显。风力发电机组大多采用异步发电机组，在输出有功功率的同时，需要从电网吸收无功功率，易引起电网电压的波动。为维持电网系统的稳定，通常采用在风电场集电线路母线上安装无功补偿装置SVG
（Scalable Vector Graphics）进行调节，改善电网的电能质量。荆山风电场的无功电压控制主要由无功补偿装置（SVG）通过无功快速补偿维持母线电压，有效抑制电压突变，提高功率因数。
一、荆山风场110kV升压站工程概况
1.1荆山风电场装机容量42MW，为适应风电场出力快速变化、满足无功电压以及风电场功率因数的控制要求，满足各种电网运行方式下风电功率波动引起的电压波动对风电场电压调节和功率因数调节的要求，在110kV升压站内35kV 母线上装设一套35kV静止型动态无功补偿装置（RSVG），该装置可实现感性10Mvar和容性10Mvar连续可调。升压站安装一台50MVA，电压
110±8×1.25%/35 kV油浸式有载调压升压变压器，以单回110kV出线接入系统。当升压变110kV侧电压高于1.06pu时投入感性无功并逐级调节，控制目标为升压变110kV侧电压不高于1.06pu；当升压变110kV侧电压降低到1.02pu时逐渐退出感性无功，直至容量全部退出；当升压变110kV侧电压低于1.01pu时投入容性无功并逐级调节，控制目标为该点电压不低于1.01pu，直至容量全部投入；当升压变110kV侧电压高于1.05pu时退出容性无功并逐级调节，直至容量完全退完。 1.2动态无功补偿装置（SVG）主要设备 1.控制柜（含全数字控制系统一套）一面 2.功率柜（IGBT功率单元一套）两面 3.充电柜一面
4.连接变压器一台 5.辅助设备。
二、无功补偿装置（SVG）原理 2.1 SVG原理概述
SVG装置并联于集电线路母线上，采用瞬时无功功率理论的无功检测方式，以功率因数、电网侧电压作为控制目标，动态跟踪电网电能质量，并根据变化调节无功输出，实现电网高电能质量的运行。控制器采用高速数字信号处理装置（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA），实现数字化控制，与高压隔离，提高设备的稳定性和可靠性。主要是利用高压可关断大功率电力电子器件（IGBT）组成H桥功率模块链组成的逆变主电路，辅以小容量储能元件，由多级电平台阶合成阶梯波，经过电抗器并联在母线上，输出波形正弦度好。实时进行桥式电路交流侧输出电压与电网侧电压比较，在连接电抗器的作用下，即可满足电路吸收或者
发出无功电流要求，实现动态无功补偿目的。 2.2 SVG无功补偿工作原理
SVG功率部分是由直流电容和逆变桥两部分组成的电压源型逆变器，所以SVG功率部分可以等效为一个可变的电源，电网也是一个无穷大的电源，这样的两个电源经过连接电抗器进行连接，当两端电压不同时，在连接电抗器两段会产生压差，进而产生电流，这个电流就是SVG从电网吸收的电流。通过调节SVG功率部分电压幅值的大小，就可以控制SVG从电网吸收的电流是超前还是滞后90度，并且能控制该电流的大小。当SVG电压等于电网电压时，SVG输出的无功电流与电网电压同相位，SVG不进行补偿；当SVG电压高于电网电压时，SVG输出的无功电流滞后电网电压，SVG发出感性无功；当SVG电压低于电网电压时，SVG输出的无功电流超前电网电压，SVG发出容性无功，实现动态无功补偿的。 三、SVG的性能特点
SVG无功补偿装置是以110kV 母线无功功率和35kV 母线电压作为控制目标，实现任意出力时刻升压站接入点的功率因数不低于0.98，接入点与电网之间交换的平均无功功率不大于10Mvar。
3.1 SVG与同步调相机、SVC装置比较具有如下优势
3.1.1 采用数字控制技术，系统可靠性高，基本不需要维护，可以节省大量的维护费用；
3.1.2 控制灵活、调节速度更快、调节速度广，在感性和容性运行工况下均可连续快速调节，SVG具有5ms以内的快速输出无功特性，对快速的冲击负荷具有更好的补偿效果；
3.1.3 静止运行、安全稳定，无磨损，无机械噪声，将大大提高装置寿命，适应各种恶劣电气环境；
3.1.4 连接电抗小。SVG接入电网的连接电抗，作用是滤除电流中存在的较高次谐波，将变流器与电网连接起来，补偿容量大，装置运行过程中，最大有功损耗不大于成套装置总输出容量的0.8%，损耗小；
3.1.5 SVG输出电流不依赖于电压，表现为恒流源特性，具有更宽的运行范围。而SVC本质是阻抗型补偿，输出电流和电压成线性关系。因此系统电压变低时，同容量SVG可以比SVC提供更大的补偿容量。 结束语：
随着无功补偿行业的发展，动态无功补偿技术不断成熟，SVG已成为迄今位置最先进的无功补偿技术。SVG无功补偿装置在平滑调节无功输出的同时，对固定电容器可进行自动投切，控制其投切次数，保证电网电压稳定、治理系统谐波、解决电网三相不平衡、抑制闪变等功能。SVG装置的补偿精度高，带有多重保护，能够适应各种恶劣电气环境等优点，在电力系统之中的应用越来越广泛。它为风电行业的节能降耗和供电安全做出贡献。荆山风电场以110kV 母线无功功率和35kV 母线电压为目标，自动实时调整动态无功补偿装置出力。在不影响SVG暂态功能条件下，利用对SVG稳态条件下的控制，改善用户的电能质量，充分提高SVG利用率，减少主变分接头和电容器开关动作次数以延长设备使用寿命，提高了地区电网无功功率控制的技术水平，对电力系统安全和经济运行提供了有力保障。
参考文献：
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[2]庄文柳，张秀娟，刘文华静止无功发生器SVG原理及工程应用的若干问题[J]华东电力，2009.8（37）
[3]荣信兴业电力技术有限公司SVG链式高压静止无功发生器技术规范书，2017.06
作者简介：李英超（1984-10），男，汉族，河南省平顶山市 职工 ,工程师 本科。
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