我國(guó)風(fēng)資源較豐富，但適合大規(guī)模開(kāi)發(fā)風(fēng)電的地區(qū)一般都處于電網(wǎng)末端，由于此處電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較薄弱，因此大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)后可能會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)電壓水平下降、線路傳輸功率超出熱極限、系統(tǒng)短路容量增加和系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性改變等一系列問(wèn)題。
　　隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的增大，風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)之間的相互影響越來(lái)越大而系統(tǒng)對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)主要的兩個(gè)要求是正常運(yùn)行狀態(tài)下的無(wú)功功率控制和故障狀態(tài)下的穿越能力。
　　一、無(wú)功補(bǔ)償概念
　　無(wú)功功率補(bǔ)償Reactive power compensation，簡(jiǎn)稱無(wú)功補(bǔ)償，在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方式：把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。
　　這樣，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償。應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備包括并聯(lián)電容器組、靜止同步補(bǔ)償器和靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)、STATCOM等。
　　二、《國(guó)家電網(wǎng)公司風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》中對(duì)無(wú)功功率的要求
　　1)當(dāng)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行在不同的輸出功率時(shí)，風(fēng)電機(jī)組的可控功率因數(shù)變化范圍應(yīng)在-0.95～+0.95之間。同步發(fā)電機(jī)的功率因素控制在-0.95～+0.95需要?jiǎng)?lì)磁裝置有功率因素調(diào)節(jié)的相關(guān)功能。
　　2)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率的調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度，應(yīng)滿足風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)的要求。原則上風(fēng)電場(chǎng)升壓變電站高壓側(cè)功率因數(shù)按1.0配置，運(yùn)行過(guò)程中可按-0.98～+0.98控制。
　　3)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功電源包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。首先應(yīng)當(dāng)充分利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的無(wú)功容量及其調(diào)節(jié)能力，如果僅靠風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的無(wú)功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要，則需要考慮在風(fēng)電場(chǎng)加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償裝置可采用分組投切的電容器或電抗器組，必要時(shí)采用可以連續(xù)調(diào)節(jié)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器或其他更為先進(jìn)的無(wú)功補(bǔ)償裝置。
　　由于同步發(fā)電機(jī)能夠提供一定的無(wú)功容量，因此在風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量需要相應(yīng)地減小，一般來(lái)說(shuō)最好不要使用分組投切電容器，宜使用SVC和STATCOM。
　　三、無(wú)功補(bǔ)償裝置
　　國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)中常用的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方式是在風(fēng)力發(fā)電機(jī)出口安裝并聯(lián)電容器組或在風(fēng)電場(chǎng)母線集中安裝并聯(lián)電容器組。并聯(lián)電容器補(bǔ)償是通過(guò)電容器的投切實(shí)現(xiàn)的，呈階梯性調(diào)節(jié)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)最佳補(bǔ)償狀態(tài)，且動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償效果受電容器組分組數(shù)和每組電容器容量的制約，響應(yīng)速度慢。
　　我國(guó)在新疆達(dá)坂城第一次采用了SVC進(jìn)行機(jī)端補(bǔ)償，將SVC安裝在風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的出口處，以風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)母線處的電壓偏差來(lái)控制SVC的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪B續(xù)性和有效性，能夠穩(wěn)定風(fēng)電場(chǎng)節(jié)點(diǎn)電壓，降低風(fēng)電功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)電壓的影響。在風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用中，分別采用了靜止無(wú)功補(bǔ)償器SVC補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)電機(jī)組和用電容器組進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)娘L(fēng)電機(jī)組模型來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表明SVC補(bǔ)償型風(fēng)電機(jī)組較電容器組補(bǔ)償型風(fēng)電機(jī)組具有快速平滑調(diào)節(jié)無(wú)功功率的能力。
　　SVC補(bǔ)償型機(jī)組具有快速調(diào)節(jié)無(wú)功功率的能力，SVC裝置對(duì)機(jī)端電壓都有一定的支撐能力。風(fēng)電場(chǎng)升壓變壓器低壓側(cè)裝SVC，可以減輕風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)的沖擊，實(shí)現(xiàn)了恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的柔性并網(wǎng)。含SVC雙饋風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)輸出特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在電網(wǎng)側(cè)故障后，SVC將提高雙饋風(fēng)電機(jī)組的出口電壓，并增大向系統(tǒng)提供的短路電流，從而使DFIG出口處低壓保護(hù)的動(dòng)作靈敏度降低、過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作靈敏度有不同程度的提高。