1.1 工程概況
華能山西東馬坊風(fēng)電場(chǎng)三期項(xiàng)目通過(guò)35kV/110kV主變壓器接入110kV母線并網(wǎng),風(fēng)機(jī)逆變器通過(guò)箱式變壓器接入35kV母線。由于風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性,國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求場(chǎng)站高壓側(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電壓應(yīng)可控,場(chǎng)站內(nèi)應(yīng)配備動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備用以控制系統(tǒng)電壓,該項(xiàng)目SVG實(shí)際裝置如圖1.1所示,工程于2016年投運(yùn)。
圖1.1 華能東馬坊項(xiàng)目SVG設(shè)備照片
1.2 技術(shù)方案
此項(xiàng)目采用系統(tǒng)電壓集中治理方式,在35kV母線下配備SVG設(shè)備,SVG設(shè)備可根據(jù)設(shè)定的電壓指令實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)電壓,電壓指令由AVC控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程下發(fā)至SVG控制器。
SVG設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)110kV側(cè)母線電壓,以接收到的AVC指令作為電壓控制目標(biāo)進(jìn)行閉環(huán)控制。
1.2.1 SVG設(shè)備信息
SVG額定電壓:36.75 kV (根據(jù)實(shí)際母線額定電壓設(shè)計(jì))
SVG額定容量:±16 Mvar (根據(jù)風(fēng)場(chǎng)裝機(jī)容量的20% ~ 40%配置)
SVG連接方式:星接
1.2.2 SVG主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1.2所示,SVG模塊級(jí)聯(lián)后通過(guò)連接電抗器直掛于35kV母線。
1.3 應(yīng)用效果
圖1.2中所示分別為電壓指令設(shè)定值(該指令由AVC系統(tǒng)給定)、系統(tǒng)實(shí)際電壓以及SVG輸出的無(wú)功功率。
圖1.2 系統(tǒng)電壓控制曲線
據(jù)中央電視臺(tái)報(bào)道,2018年12月25日13時(shí)21分,隨著第57號(hào)風(fēng)機(jī)的成功并網(wǎng),國(guó)家電投大豐H3海上風(fēng)電項(xiàng)目72臺(tái)風(fēng)機(jī)順利實(shí)現(xiàn)全容量投產(chǎn)并網(wǎng)。標(biāo)志著我國(guó)離岸最遠(yuǎn)的海上風(fēng)電場(chǎng)正式投入運(yùn)營(yíng);標(biāo)志著該項(xiàng)目順利實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng),創(chuàng)下了電力行業(yè)內(nèi)同等規(guī)模海上風(fēng)電項(xiàng)目建設(shè)及投運(yùn)在當(dāng)年開(kāi)工、當(dāng)年建成、當(dāng)年收益的三項(xiàng)紀(jì)錄。也為我國(guó)在深海領(lǐng)域發(fā)展大容量、大規(guī)模海上風(fēng)電積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
當(dāng)前大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)由數(shù)百臺(tái)甚至數(shù)千臺(tái)風(fēng)電機(jī)組組成,它們類(lèi)型多樣(雙饋風(fēng)電機(jī)組、鼠籠式風(fēng)電機(jī)組、直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組等),控制參數(shù)各異,而且運(yùn)行方式各不相同。風(fēng)電場(chǎng)大多地處偏遠(yuǎn)地區(qū),遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,其并網(wǎng)點(diǎn)短路比(SCR)隨著風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)數(shù)量的增加而降低,形成弱交流系統(tǒng)。同時(shí),大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)常采用高壓直流輸電(HVDC)技術(shù)或串聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離外送。相關(guān)研究表明,當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)并入弱交流系統(tǒng)、含串聯(lián)補(bǔ)償系統(tǒng),以及HVDC系統(tǒng)時(shí),均可能發(fā)生次同步振蕩。
福建省華安水電廠電力發(fā)展公司35kV金山2#變電站10kV母線接有裕興Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ路4條饋線,供華易鑫鐵廠負(fù)荷,其中裕興Ⅰ、Ⅱ路分別供兩臺(tái)容量為8000kVA電弧爐,裕興Ⅲ路供一臺(tái)容量為4000kVA精煉爐,裕興Ⅳ路供一臺(tái)容量630kVA動(dòng)力變及5000kVA無(wú)功補(bǔ)償裝置。正常生產(chǎn)時(shí),兩臺(tái)電弧爐和精煉爐會(huì)同時(shí)生產(chǎn)。
因?yàn)殡娀t工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大無(wú)功沖擊,會(huì)使電網(wǎng)公共母線上產(chǎn)生較大的無(wú)功變動(dòng),且會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的低次諧波,對(duì)離此負(fù)荷較近的水力發(fā)電廠設(shè)備產(chǎn)生較大影響。現(xiàn)場(chǎng)反饋電弧爐工作時(shí),水力發(fā)電機(jī)組的有功功率波動(dòng)達(dá)6MW~7MW,有功功率的快速波動(dòng)可能導(dǎo)致機(jī)組振動(dòng),對(duì)機(jī)組的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行有著極大危害。