三、輸電技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建立選取風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，一般都遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，線路的輸送能力也成為風(fēng)力發(fā)電的重要考慮因素。現(xiàn)在主要采用的是交流輸電方式，但存在很多缺點(diǎn)，HVDC已經(jīng)開始進(jìn)入風(fēng)電輸電領(lǐng)域。高壓直流輸電是應(yīng)用換流技術(shù)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸送到落點(diǎn)處再逆變?yōu)榻涣鞯囊环N輸電技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)是：可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng)，線路造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用較低，一般不需要增加額外裝置，更易于實(shí)現(xiàn)地下或海底電纜輸電等。新一代HVDC技術(shù)采用GTO、IGBT等可關(guān)斷器件，以及脈寬調(diào)制(PWM)等技術(shù)，它的采用進(jìn)一步改善了性能、大幅度地簡(jiǎn)化了設(shè)備、減少了換流站的占地、而且降低了造價(jià)，使直流輸電更有競(jìng)爭(zhēng)力。目前，全世界HVDC工程已達(dá)60多個(gè),總設(shè)備容量超過(guò)40GW。

輕型直流輸電HVDCLight，以電壓型換流器(VSC)和絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)為基礎(chǔ)，可在無(wú)源逆變方式下運(yùn)行，更方便連接各種分散式電源。對(duì)于海上風(fēng)電場(chǎng)的長(zhǎng)距離功率輸送來(lái)說(shuō)，HVDCLight是一種較好的選擇，它允許海上風(fēng)電場(chǎng)的交流網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)不保持同步運(yùn)行，一旦網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障,可以迅速恢復(fù)到故障前的輸電能力。瑞典已經(jīng)建成了第1個(gè)實(shí)驗(yàn)性HVDCLight工程-赫爾斯揚(yáng)(Hellsjon)試驗(yàn)工程，在丹麥，HVDClight也已被應(yīng)用到大型海上風(fēng)電場(chǎng)的輸電工程中。

靈活交流輸電系統(tǒng)(FACTS)在電力系統(tǒng)中廣泛采用，但在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域還沒(méi)有得到足夠的重視。柔性交流輸電技術(shù)是指電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)參數(shù)(如線路阻抗)、相位角、功率潮流的連續(xù)快速調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。自1986年美國(guó)專家N-G-Hingorani提出了FACTS(FlexibleACTransmissionSystem)這個(gè)完整的概念以來(lái)，F(xiàn)ACTS的發(fā)展越來(lái)越受到全世界的重視[10]。

四、濾波與補(bǔ)償

風(fēng)資源的不確定性和風(fēng)電機(jī)組

本身的運(yùn)行特征會(huì)影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量，而且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于供電網(wǎng)絡(luò)的末端，承受沖擊的能力很弱，有可能給配電網(wǎng)帶來(lái)諧波污染、電源波動(dòng)以及閃變等問(wèn)題，所以無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有重要的意義。主要是以下兩種：

1.靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)

靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)是用以晶閘管為基本元件的固態(tài)開關(guān)替代了電氣開關(guān)，實(shí)現(xiàn)快速、頻繁地以控制電抗器和電容器的方式改變輸電系統(tǒng)的導(dǎo)納。近來(lái)，靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)被風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)普遍采用，迅速跟蹤負(fù)荷變化，對(duì)無(wú)功進(jìn)行補(bǔ)償，在一定程度上穩(wěn)定了由風(fēng)速引起的波動(dòng)電壓，提高電能質(zhì)量。在風(fēng)電機(jī)側(cè)安裝SVC可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓控制和增加阻尼;而在電網(wǎng)側(cè)安裝SVC可以提供無(wú)功支持并且減小振蕩。

2.有源電力濾波器(APF)

APF的基本工作原理是采用可關(guān)斷的電力電子器件和基于坐標(biāo)變換原理的瞬時(shí)無(wú)功理論控制，檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象的電流和電壓，利用電力控制器代替系統(tǒng)電源向負(fù)荷提供所需的畸變電流，從而保證系統(tǒng)最終得到期望的電源電流。和普通SVC相比，響應(yīng)時(shí)間更快，對(duì)電壓波動(dòng)，閃變補(bǔ)償率更高，控制功能更強(qiáng)，同時(shí)也能更有效地慮除高次諧波，補(bǔ)償功率因數(shù)。