3.1 SVC的补偿作用
由于风速不稳定,因此风力发电机的有功输出随着风速的上升而增加,所需无功功率也随之增加。未投入SVC时,风力发电机因机端电压下降而脱网运行,造成供电质量下降,影响用户的正常用电。在25kV母线上投入SVC进行无功补偿,当风速上升时,可将母线电压维持在24. 5kV左右,保证风力发电机不脱网运行。
3. 2 SVC和FCL联合对短路故障的作用
当SVC和可控串补故障限流器共同作用于风电场时,可改善风电电压稳定性问题。正常情况下,SVC调节系统的无功功率,维持电网电压稳定;而可控串补故障限流器在串补模式下可提高传输功率、控制系统潮流流动、抑制系统振荡、提高系统稳定性。当系统发生短路时,SVC辛卜给大量无功功率以调节电网电压,可控串补故障限流器切换到限流器状态以限制短路电流,使母线电压不至于降得太低。两者联合作用能保持电压稳定。
如图3所示,机组通过两次升压到l20kV后送入电网,SVC并联于25kV母线上,可控串补故障限流器串联于25kV的25km输电线路上。在风电场输电线路的120kV传输线上发生短路故障时,前5s风力发电机达到稳定,在第5s发生短路故障,0. 1 s后故障消除。通过在线数据分析可知,对于电压而言,风电场在起机阶段,在无补偿情况下,风电机组起机过程慢,耗时1. 3s左右;仅有SVC补偿下稍好,耗时1s左右;SVC和FCL共同补偿下,耗时0.5s左右。第5s发生短路故障时,无补偿情况下,故障母线电压将为0. 58p. u,并且不能回到额定值;仅有SVC补偿,母线电压回升可达0.8p. u,但不能回到额定值;当SVC和FCL共同补偿时,风电场母线电压迅速回到额定值,并保持在额定值附近。
4 结束语
随着电力电子技术、材料和控制技术的发展,FACTS器件已广泛应用在电力系统中,越来越多的系统故障潮流需要FACTS的加入。只要SVC的容量选择准确就可保证短路故障发生时不需要切机,同时FCL可限制短路电流,避免机端电压下降过低,两种器件的联合应用在电力系统中有着重大的意义。