如何做好风电机组无功控制？

2014年3月27日，在2014中国清洁电力峰会暨中国国际清洁能源博览会智能电网论坛上，天城同创电气有限公司微网并网技术部研发总工肖迪介绍了金风风电机组的特性，以下为详细内容。

主持人：如果没有问题，再次感谢钱工!下面，请天城同创电气有限公司微网并网技术部研发总工肖迪演讲，肖迪2010年毕业于挪威科技大学，获得电力工程硕士学位，2011年加入金风科技，从事风电并网产品的研发及国际并网技术支持工作，欢迎肖迪演讲!

肖迪：大家下午好!

我将从以下四方面介绍金风风电机组的特性：首先，请大家看一下金风封建风电机组拓扑结构，由于叶片和发电机直接相连，所以，我们没有齿轮箱，大家提高了发电效率。由于使用的是全功率变流器，有较强的低电压穿越能力。

风电接入电网技术规定，首先风电场数据的上传与下发，对控制的要求有对并网点有功和频率控制、对无功和电压的控制，以及阶段电压和功率因素的控制，还有电能品质的要求，以及暂稳态要求，比如低电压、过电压穿越以及频率穿越等，现在越来越重视仿真与建模的要求，以及风机保护和认证情况。

我们对有功控制的解决方案，对于风电厂机的有功控制，采取能量管理平台，根据电网调整风机有功输出，同时，要考虑到风机整体寿命以及安全运行。这套系统可以完成对风电厂有功输出以及并网、有功变换率的控制。早些年我们在现场做了一个有功控制的测试，蓝色曲线代表有功输出，我们能迅速的作出响应，而且响应的命令与电网要求的误差非常小，当此命令取消时，能迅速恢复到正常的有功输出。

对于有功变换率的控制，现在电网的要求比较高，根据电网的要求，调节有功变换率的控制，从100兆瓦到80兆瓦之间的时间，电网的要求是8分钟，可以在15秒到10分钟之内进行调节。

对于无功控制，金风的风电机组为满足全球无功曲线的要求，选择适当时间扩大功率因素范围，可以做到0.9，一般设置为0.95。传统的无功控制是通过集中无功补偿来补偿整个风电厂的无功消耗，包括无功损耗。为了节省用户的成本，我们想到用风机多余的无功能力补偿整个风电厂的无功损耗，我们研发了一套装置，来调动风机无功能力，从而补偿风机下面以及线路和组件的无功损耗。同时，接受调度的命令，稳定并网点无功和电压。这套装置具有调节速度快、精度高的特点，最重要的是占地面积小，而且大大节约了成本。能提供的无功补偿能力大概在33%，一般电网要求是20%左右。

这些年电网遇到的一些故障，以及电网对风电厂的要求，提的比较多的是鼓掌穿越，金风兆瓦级机组无功低电压穿越能力，具有非常简单的控制模式，具有非常高的低电压穿越能力，当电网发生故障时，低压侧会感觉到电压降低，基侧和偶侧是相对独立的，电压降低后，基侧不会发生任何变化，导致无功、有功的不平衡，所以会抬升电容的电压，从而激活自动电阻消耗掉送不出去的多余电能，恢复功率平衡，当故障消除后，电压会非常快的恢复，由于我们是基偶控制，有功也会迅速的恢复。在当初电网还没有对低电压穿越提出要求时，我们已经开始对低电压穿越做一些研究工作，在后期现场测试中，我们和中国电科院做了一些现场测试。

总的来说，由于采用的是永磁以及成功的变流器，金风兆瓦机机组控制策略相对简单，所以有更好的故障穿越能力，功率恢复速度快，以及可控的短路电流。关于并网性能，电网也关注电能品质和电压品质的质量问题。按照IEC的标准，我们做过测试，风电场的稳定性满足要求。关于风机的继电保护，都是按照全球并网导则最大标准选取器件，从而满足全球市场的需求。频率范围在47.5-52之间能正常运行，满足国标，同时，也满足所有主要风电国家包括德国、澳大利亚、南非、丹麦等国的频率要求。电压范围超过他们的要求。关于认证情况，所有的机型都已经或者即将取得认证报告。

风电厂并网对电力系统的影响，并网渗透率越来越大，影响也越来越重要，对前期方针工作要求越来越高，现在全球市场主要采用的仿真软件大概这么几种：PSS/E、PSLF、BPA等，针对这些国际要求，我们联合第三方机构开发出了我们自己的风机模型，用于风电厂的并网特性的研究。针对国内市场，我们和电科院合作，作出了BPA模型仿真结果。

总结，在研发工作中，我们进行了大量的投入，用尽可能低的成本取得更优的表现，从而降低客户的风险。

谢谢!

主持人：大家对肖迪介绍的风机并网的内容有没有问题，我在这个行业里工作年头比较长，之前是做第三方咨询的，后来到了金风科技，这个行业是这样，对于可再生能源行业，从心里讲，厂家对电网公司都战战兢兢的，电网公司的调度、电网的要求一提，厂家一天到晚赶紧做试验，研究标准，否则不让你并网，不让并网，就没有钱了，我们谈智能电网，其实是双向的，电网公司提并网导则，电网公司也要改善，对于设备制造商和风电厂运营商来讲，为了能够更好的把风电、太阳能并上网，也做了大量的工作。

如果大家没有问题，今天下午的演讲到此结束。

谢谢大家!