STATCOM静止同步补偿器在风电场无功补偿中的应用研究(3)

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1.1.3 风力发电的发展现状与前景

20 世纪 70 年代世界发生了普遍的能源危机，迫使欧美等发达国家政府加大风力

发电补贴，大力推广新能源事业。2008 年底，在全世界已有包括中国、印度、美国、德国、西班牙等在内的 16 个国家其风电累计装机容量超过 1GW。在 2008 年，新增 8GW 装机容量的欧洲风电累计装机容量达到了 66GW[3]。美国在 2008 年内完工的风电项目容量是当年度美国所有新增电力装机的百分之四十二，新增装机容量同比增长 157%，累计增长 49.6%,达到了 8.34GW，完成 170 亿美元投资[4]。可见风电已经逐步成为欧美发达国家举足轻重的替代能源。

我国风力进行发电的技术起步比较晚，与美国、德国、西班牙等这些世界上风能发电发达国家国相比还有很大差距，20 世纪 80 年代风力发电技术才得以迅速发展，发展初期主要研制小型风电机组，后期逐步研制开发广泛推广应用在海岛和风场的可充电型风电机组，现在很多风机已出口海外。从 2003 年年末到 2008 年年末，风电累计装机容量从 567MW 增加到 12.21GW，实现了 205 倍增长。我国也进入了风电装机容量超千万千瓦的风电大国时代。2009 年总装机容量跃居世界第 2 位，其新增装机容量为 13.85GW，累计装机容量 26GW[5]。

根据全球风能理事会统计预测，全球风电在今后的五年内还将维持百分之二十以上的增长势头。2006 年此机构所做的报告《2050 年风电发展展望》中指出：2030 年

世界风电装机将达到 210GW，2050 年将达到 300GW，发电量分别达到 50000 108 kw h

和 80000 108 kw h 。在 2020 年我国有能力将风电装机容量增加至 40GW ，实现

800 108 kw h 的年发电量，使 8000 万人的用电需求得到满足，与此同时减少排放 4800 万吨 CO2。我国风电发展正面临无限的机遇，按目前的发展速度，风电在 2020 年将超过核电成为我国第三大主力发电电源。论文网

1.1.4 课题的研究意义

时下世界能源环境问题日益突出，在改变能源结构，减少环境污染这些地方具有突出作用的风电，作为清洁能源得到了长足的发展。现在风电厂大多采用的并网型风力发电机为异步发电机。但是异步电机有许多弊端，比如为了满足励磁电流的需求以及转子漏磁的需要，它必须吸收百分之二十五左右的额定功率的无功功率。很明显如过不采取必要手段进行无功补偿就并网的话电网的功率因数将会变低，电网受到污染。除了异步电机自身因素外，风电厂作为特殊的风电厂，它必须根据风能资源的分布来建厂，许多的风电场处于大型电网的末端，稳定性不足，承受冲击的能力很有限。基于风电机的保护措施，在风电机组的端电压过低时，风电机组会自动退出电网，这

样系统就会产生大的扰动。综上所述，风电并网后的电网，必然会出现高次谐波、电压波动等问题。

因此我们必须对风电场进行无功功率补偿措施，本文着眼于风力发电系统的电网稳定性的研究。为了保护风电并网系统的稳定运行，出现了许多无功补偿设置，像 SVC 这样的设备得到了广泛应用。然而还有没有更加有效的无功补偿方式呢？电力电子技术的发展，STATCOM 应运而生。我们已经知道 STATCOM 在抑制系统电压波动，提高系统的稳定性方面有着突出作用，它具有动态响应速度快，输出无功功率能够连续调节等优点。此论文研究意义就在于验证 STATCOM 对风电并网系统进行无功补偿的影响：它维护机组端电压得到迅速恢复，并且维护发电机转速保持稳定。作为一种能够有效的提高系统电压稳定性的无功补偿装置，我们有深入研究它，只有知道了它的原理，我们才能够更好解决风电厂并网运行的无功补偿问题，我们才能更好的应用它