表5 各国并网导则对风电场功率因素的要求
各国为减小风电场并网对电压的影响,对变压器分接头调整也有不同要求:①德国E.ON建议风电场配置带分接头调整的变压器,通过调节变压器变比来调整并网点的电压。②英国Scotland规定容量大于100MW的变压器需配置手动调节分接头以利于控制风电场的无功功率,5~100MW的风电场若有独立的升压变压器,仍可使用这种方法。③爱尔兰国家电网公司ESBNG要求每个风电场升压变压器都配置有载调压分接头,分接头调整不能引起高压母线电压变化过大:110kV母线的电压变化率不超过2.5%,220~400kV母线不超过1.6%。
2.3.2 单相供电技术美国、日本、加拿大、孟加拉、印度等国家都广泛采用了单相供电技术。单相供电技术有两种:单相二线制和单相三线制。①单相二线制即变压器的高、低压侧各有1个线圈,电压比为10/0.22kV,低压侧x一点接地;②单相三线制即变压器的高压侧有1个线圈,低压侧有2个线圈,电压比为10/0.44/0.22kV。单相变压器因其容量小,便于中压直接供电到小型用户,缩小了低压供电半径,大大降低了低压供电线路上的线损,如果中压配电网采用“单相三线制”供电,还可以减小零线中的电流和损耗。同时,该技术降低了线路压降,减少了单台变压器供电用户数,提高了电压质量,进而提高了电能质量。单相变压器适用于城镇低密度小区居民用电、农村照明用电或小型单相动力用电等地区,但仍存在改造成本高、供电适应性不足的缺陷。
2.3.3 电压补偿装置韩国电气研究院(KERI)采用美国超导公司22 km长的1G导线,开发出超导电磁储能系统(SMES)。该系统采用高温超导(HTS)线圈,能瞬时储存和释放几兆瓦的功率,响应输配电网络的功率波动,提高电网的电压稳定,为电力系统提供支持。英国电子设备有限公司和英国煤炭局联合研制了“VITTAC”可控硅控制电压补偿器,能够保证工作面供电电压的稳定,同时能迅速切断故障电流并与负载隔离。
2.3.4 电压监测技术日本横河仪器仪表株式会社在2014年新研发了兼具高精度电能表和波形检测仪优点的示波功率分析仪“PX8000”,采样速度是其原有产品的20倍,几乎为业内最高,可以同步进行电压、电流波形的乘法运算,实时获得并保存功率波形,还附加相位修正功能,用于抵消使用外设传感器时由传感器内部电路影响而产生的信号相位微幅变化。“PX8000”使得一些采用传统方法检测困难的场合能方便进行电力检测,如无线供电器及在变频器升压电路中起高频信号驱动的设备等。
3仿真与试验验证1)电网规划与建设方面,应建立超前的资源管理理念,充分考虑区域发展趋势和城市发展定位,对网架进行优化分析,总结典型的接线模式,实现电网可扩展性,同时结合开发区和项目发展,预留变电站、开关站站点位置及配电线路走廊。根据不同配电网的位置、性质和电能质量要求,灵活采取不同配置方案,体现技术性与经济性并重,提高规划与建设的可实施性。
2)运行管理方面,应继续完善各项运行工作管理原则、管理规定和管理流程,实现标准化的管理模式。同时,运用智能配电台区、主动配电网、微电网等新技术,结合大数据、工业4.0等新理念,提高监测手段、设备运行效率和管理运行手段,进而提高电压质量。
3)目前我国在提升电压质量的管理方面,应结合农网改造和城市配电网改造项目,在电网规划时充分考虑电压质量,综合运用运维手段,借鉴国外良好的技术经验和管理经验,达到提升电压质量的目的。