浅谈变电站电压、无功综合控制

第一篇：浅谈变电站电压、无功综合控制

浅谈变电站电压、无功综合控制

摘要：计改革开放以来，随着我国国民经济的快速增长，电力系统也获得了前所未有的发展。传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。因此变电站综合自动化技术在电力行业引起了越来越多的重视，电压、无功综合控制也是变电站综合自动化的一个重要研究方向。本文以电力系统调压措施、调压措施合理选用及控制方法、微机电压、无功综合控制装置等方面进行分析讨论。

关键词：变电站；电压；无功；综合控制装置

改革开放以来，随着我国国民经济的快速增长，电力系统也获得了前所未有的发展。传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。因此变电站综合自动化技术在电力行业引起了越来越多的重视，并逐渐得到了广泛的应用。现就以变电站综合自动化电压、无功控制子系统进行讨论分析。变电站综合自动化系统，必须具备保证安全、可靠供电和提高电能质量的自动控制功能。电压和频率是衡量电能质量的重要指标。因此，电压、无功综合控制也是变电站综合自动化的一个重要研究方向。

一、电力系统调压的措施

1.利用发电机调压

发电机的端电压可以通过改变发电机励磁电流的办法进行调整，这是一种经济，简单的调压方式。在负荷增大时，电网的电压损耗增加，用户端电压降低，这时增加发电机励磁电流，提高发电机的端电压；在负荷减小时，电力网的电压损耗减少，用户端电压升高，这时减少发电机励磁电流，降低发电机的端电压。按规定，发电机运行电压的变化范围在发电机额定电压的-5%~+5%以内。

2.改变变压器变比调压

改变变压器的变比可以升高或降低变压器次级绕组的电压。为了实现调压，在变压器的高压绕组上设有若干分接头以供选择。变压器的低压绕组不设分接头。变压器选择不同的分接头时，原、副方绕组的匝数比不同，从而使变压器变比不同。因此，合理地选择变压器分接头，可以调整电压。

3.利用无功功率补偿调压

改变变压器分接头调压虽然是一种简单而经济的调压手段，但改变分接头位置不能增减无功功率。当整个系统无功功率不足引起电压下降时，要从根本改变系统电压水平问题，就必须增设新的无功电源。无功功率补偿调压就是通过在负荷侧安装同步调相机、并联电容器或静止补偿器，以减少通过网络传输的无功功率，降低网络的电压损耗而达到调压的目的。

4.改变输电线路的参数调压

从电压损耗的计算公式可知改变网络元件的电阻R和电抗X都可以改变电压损耗，从而达到调压的目的。变压器的电阻和电抗已经由变压器的结构固定，不宜改变。一般考虑改变输电线路的电阻和电抗参数以满足调压要求。但减少输电线路的电阻意味着增加导线截面。多消耗有色金属。所以一般不采用此方法。

二、调压措施合理选用及控制

实际电网中的调压问题，不可能只利用单一的措施解决。而是根据实际情况将可能选用的措施进行技术经济比较确定合理的综合调压方案。一般情况对上述调压措施合理选用可概括如下：

发电机调压简单、经济，应优先考虑。在电力系统中电源无功充裕时，有载条件下改变变压器变比调压其效果明显，实为有效调压措施，应按《电力系统电压和无功电力技术导则》规定尽可能选用。并联补偿无功设备则需要增加设备投资费用高，但这类措施往往针对无功平衡所需，且还能降低网损，特别适用于电压波动频繁、负荷功率因数低的场合，所以也是常用的调压措施。实际电力系统的调压，是将可行的措施按技术经济最优原则，进行合理组合，分散调整。

全国很多110kV及以下的供配电变电站中都装设有载调压变压器和并联电容器组，通过合理地调节变压器的分接头和投切电容器组，就能够在很大程度上改善变电站的电压质量，实现无功潮流合理平衡。在变电站自动化系统中加入电压无功综合控制功能，已经成为一个现实的问题。传统的控制方式是，运行人员根据调度部门下达的电压无功控制计划和实际运行情况，由运行人员手工操作进行调整的，这不仅增加运行人员的劳动强度，而且难以达到最优的控制效果。随着无人值班变电站的建设和计算机技术在变电站综合控制系统中的应用，为了提高电压合格率和降低能耗，目前各种电压等级的变电站中普遍采用了电压无功综合控制装置，就是在变电站中利用有载调压变压器和并联电容器组，根据运行实际情况自动进行本站的无功和电压调整，以保证负荷侧母线电压在规定范围内及进线功率因数尽可能高的一种装置。这种装置一般以计算机核心，具有体积小功能强、灵活可靠等优点，同时具有通信、打印等功能，便于实现网的无功优化。

三、微机电压、无功综合控制装置

1.微机电压、无功综合控制的选择

随着社会的发展和进步，市场上的电压、无功控制装置种类很多，用户应根据变电站的实际情况及要求合理地选择，选择装置时应注意它的基本性能，比如：性能稳定、抗干扰性能好、运行可靠性；软件、硬件是否有保护措施，能自检、自诊断；操作简单、使用维护方便；有闭锁装置；失压后电源恢复时能自动启动运行。

2.电压、无功综合控制装置举例

目前，国内许多公司、厂家和科研院所已推出了电压无功综合控制装置。这些装置大多采用九区图来进行运行状态的划分和控制策略的确定。本文以MVR-Ⅲ型微机电压、无功综合控制系统进行简单介绍。

MVR-Ⅲ型微机电压、无功综合控制系统，可应用于35kV～500kV各种电压等级的变电站，可分别控制1～3台两绕组或3绕组的主变和1～3×4组无功补偿电容器或电抗器组。应用该系统，可使受控变电站的电压合格率提高至100%，同时使无功补偿合理，可降低网损，节约电能。MVR系列产品控制规律先进合理，并具有完善的闭锁措施，确保受控变电站和受控设备的安全。现已在国内近百个变电站投入运行。

装置主机采用工业控制工作站，升级、扩展方便；具有谐波监视、谐波越限报警和控制功能，可分析1，2，3，5…19次谐波，满足部颁对谐波监视的要求；电压测量精度≤±0.5%；电流测量精度≤±2%；无功测量精度≤±2%；具有80列打印机，具有6种打印功能；具有电压合格率计算，统计功能；具有故障诊断和故障记忆功能。

MVR-III型微机电压无功综合控制系统（简称?MVR-III）可用于35kv～500kv电压等级的枢纽变电站，可同时分别控制三台及以下有载调压变压器（两绕组或三绕组）的分接头位置和1～12组无功补偿电容器的投切。不论变电站采用何种接线方式和运行方式，MVR-III均能自动判断，并正确执行控制命令。

MVR-III把调压和无功补偿综合考虑，进行控制，使调压效果更好。其控制规律先进、合理，做到：在保证电压质量的前提下，使变电站高压供电网络的线路损耗尽量减少，有利于节能。

第二篇：AVC系统电压无功控制策略资料

第四部分 AVC电压控制

概述：

电压控制策略目的是即时调节区域电网中低压侧电压以及控制区域整体电压水平，使得电压稳定在一定的区间内。针对AVC系统各个功能来说，电压控制是优先级最高，保证电压稳定在合格范围内也是AVC系统最重要的目标。AVC系统的电压控制分为两部分即区域电压控制和单个变电站的电压校正。通过两部分调节即可以保证所有母线电压稳定在合格范围内，又有效的减少了设备控制震荡。

区域电压控制：

区域即电气分区，所谓区域控制就是整体调节每一个电气分区（以下称作区域）的电压水平，使之处在一个合理范围内。首先以AVC建模结果为基础，分别扫描每个区域中压侧母线电压水平，通过取当前母线电压和设定的母线电压上下限作比较，分别统计每个区域中压侧母线的电压合格率(s%)。然后用此合格率和设定的合格率限值(-d%)比较，如果s>=d,说明对应区域整体电压水平相对合理，不需要调整。如果s

单个变电站电压校正类似于VQC设备的控制原理。通过调节主变分头和投切电容器来调节低压侧母线电压，使得母线电压稳定在合理范围之内。在调节分头和投切电容器两种调节手段取舍上我们的做法是有限投入电容器来调节电压。

综上所述，两种电压控制手段不是孤立的，两者之间有先后轻重之分。通常做法是载入电网模型之后，首先进入区域电压调整程序。分别判断每个区域的整体电压水平，对需要调节的区域启动区域电压调整程序，只有当区域电压水平达到一个合理水平时，再依次对每个变电站进行电压校正，最后达到母线电压全部合格的目的。

两种手段结合可以避免单一的调节区域低压侧母线带来的弊端，例如220Kv变电站110Kv侧电压越限导致下级110Kv变电站10Kv侧越限无调节手段。另外在抑制设备控制震荡方面也有很好的效果，例如220Kv变电站和下级110Kv变电站同时越限同时调节，调节之后导致下级110Kv变电站低压侧母线相反方向越限再次调节。

四、就地电压控制

就地控制主要策略如下：

1、10kV电压低，且220kV电压偏高，则优先上调主变档位，然后投入电容器； 2、10kV电压低，且220kV电压正常，则优先投入电容器，然后上调主变档位； 3、10kV电压高，且220kV电压高，则优先切除电容器，然后下调主变档位； 4、10kV电压高，且该时段处于负荷下坡段，则优先切除电容器，然后下调主变档位； 5、10kV电压高，且220kV电压正常、负荷处于平稳阶段，则优先下调主变档位，然后切除电容器；

6、投入电容器时进行预判，如果下列条件成立则不投入电容器，上述电容器优先投入动作被过滤；

 投入电容器时主变无功倒流；  投入电容器时关口倒送；  该时段电容器动作次数越限；  该电容器已投入；

 该电容器被切除后时间小于5分钟（可设）；

 该电容器退出自动控制（在闭环模式下有效，开环模式下无效）

7、调整主变档位时也进行预判，如果下列条件成立则不进行档位调节，上述主变档位优先动作被过滤：

 主变并列运行档位相差大；  主变档位动作次数越限；

 主变处于极限档位（最高档/最低档）；  主变上次调整时间小于2分钟；

 该主变退出自动控制在闭环模式下有效，开环模式下无效）

8、并列电容器投切考虑如下策略：

 如果不允许并列投切，则该母线上当某电容器投入时，其余电容器自动禁止再投入；

 动作次数少的电容器优先动作；

9、并列主变调节时考虑如下策略：  根据拓扑判断是否并列运行；

 档位调整时交替调节，调整过程中减少档位不一致时间；

 对于7档、17档并列运行主变，人工设置并列运行档位，调节时自动对齐使变比一致

控制结构： bus_control否220kV电压高？是10/35kV母线电压低？10/35kV母线电压低？220母线电压高否否220kV电压低或正常？10/35kV母线电压高？regul_bsxf（上调主变档位），成功？否regul_bscp（投电容），成功？是regul_bscp（投电容），成功？否220kv正常？regul_bscp（切电容），成功？否regul_bsxf（下调主变），成功？regul_bsxf（上调主变档位），成功？是是退出regul_bsxf（下调主变），成功？是regul_bscp（切电容），成功？退出退出退出

第五部分 AVC无功控制

一．概述

1.控制目标

地区电网AVC的无功控制以尽可能满足无功就地平衡，减少无功长距离输送，从而降低系统网损为目标。

2.控制对象

地区电网AVC的无功控制对象可以有：有载调压变压器分接头、容抗器、地方电厂发电机的可调无功出力以及其它柔性输电的无功调整装置等。其中，有载调压主变和容抗器是最常用和最普遍的无功调节手段，前者用来改变无功分布，后者可补偿或吸收无功。

3.约束条件

地区电网AVC以保持电网安全稳定即保证电压水平合格为首要目标，因此无功控制始终以各等级母线电压为约束条件，无功调整时不得导致母线电压越限。

另外，无功控制时还要考虑设备动作次数和动作时间间隔等约束条件。

二．实现方案

地区电网中，无功负荷分布广泛且随着有功负荷的持续增减而连续变化，而作为无功来源的无功补偿装置则相对集中，且补偿容量具有一定的离散性，因此在实际工程中，难以做到真正的无功就地平衡和无功优化，可行且易于实现的是无功的次优化分布，即在尽可能小的范围内实现无功按分区平衡。

1.分区

在110kV及以下电压等级电网解环运行后，220kV等级以下配网呈树状分布（如图1所示）。在这种情况下，可对地区电网以220kV母线为根结点进行区域划分，从而形成多个分别包含一个220kV变电站及其下属一个或几个110kV变电站的分区，各分区之间的联络点为位于分区关口的220kV母线，彼此耦合性大大降低，从而为无功分区平衡创造了便利条件。

图1.典型地区电网接线图

2.无功控制

如图2所示，在分区形成后，可得到若干区域，每个区域包含一个220kV变电站及若干110kV变电站的大区域A及以单个110kV站为单位的B、C等区域。对于A区域，其控制点为关口220KV母线,控制对象为其区域内的所有容抗器；对于B、C区域，其控制点为本站的110kV母线，控制对象为各自站内的容抗器。

区域A线路B区域B线路C区域CA站C站B站

图2

地区电网分区结构图

分区形成后，即可分别按区域进行无功控制。但在实际电网中，由于负荷变化的连续性及波动性，将各区域关口母线的注入或流出无功值始终控制为零也是不现实的。一种工程上成熟、可靠的方法是将该值尽量控制为一较小值，即将关口母线的功率因数控制在一较高水平上。另外，由于各区域内无功储备容量存在差异，而且B、C等区域内容抗器需同时参与A区域与本区域的无功调节，实际中很难使 A、B、C等区域同时达到无功分区就地平衡，区域B、C的控制目标与位于其上级的区域A关口存在一定的矛盾。因此，A、B、C各区域存在控制顺序上的先后关系，A区域优先级高于B、C区域，B、C等区域地位等同。

第三篇：电压无功管理工作总结

电压无功管理工作总结

我工区所辖九个变电站，除站外，其余8座变电站装有电容器补偿装置。35KV母线装有电容器13组，容量172600kvar；站35KV侧还装有低压电抗器一组，容量45000kvar。10KV母线装有电容器8组，容量30000kvar，电容器总装设容量202600kvar。截止年底，电容器组可用率达99.99%。10KV母线设有电压监测点8个，截止年底，全工区电压总合格率为99.78%，电压合格率和电容器可用率均达到一流标准。

为了搞好电压无功管理工作，工区成立了以主任为组长的电压无功管理领导组，运行、修试股各设专责人一名，成员由各站站长组成。建立、健全了电压无功设备台帐。并制订了相应的管理制度及考核办法。同时要求各站加强对无功设备的运行维护和管理工作，根据调度部门下达的电压曲线，结合本站实际情况及时投切电容器和调整有载分接开关。

目前尚有变电站3000kvar电容器组急待更换为密集型电容器，另外需更换为有载调压变压器，以利于系统电压的调整。

第四篇：电压无功工作自查报告

xx供电公司电压无功工作自查报告

电压无功管理工作是一项技术性、综合性较强的工作，电压无功管理与电网的稳定及设备的安全运行有着重大的关系，与社会生产、百姓生活密切相关。历年来，在襄阳供电公司的正确指导下，xx供电公司对该项工作非常重视，制定了一系列办法、制度来规范和提高对该项工作的管理。现从指标完成情况、专业工作开展情况等五个方面对该项工作进行自查汇报，请领导专家多提宝贵意见。

一、指标完成情况

2011年1-10月综合电压合格率完成了99.90%，比2010年综合电压合格率

99.89%同期增长0.01个百分点，与襄阳供电公司下达的99.85%的计划值相比高出0.05个百分点。

指标完成情况

2008年1-4月综合电压合格率完成了99.73%，比2007年1-4月综合电压合格率99.43%同期增长0.33个百分点，与襄樊公司下达的99.60%的计划值相比高出0.13个百分点。其中D类电压合格率完成99.33%，比2007年1-4月D类电压合格率98.64%同期增长0.69%。

指标完成情况

二、电压监测点安装情况

xx供电公司现有电压监测点20个，其中B类1个，C类点7个，D类点1

2个。2007年平均负荷为68MW，按照C类用户每10MW负荷至少应设一个电压质量监测点的要求，C类电压监测点应安装7个，现已安装7个，其中有2块是镇江泰利峰的表，需更换为短信电压监测仪。现有公用变压器585台，按照D类每百台配电变压器至少设2个电压质量监测点的要求，现已安装12个电压监测点。

三、开展的专业工作

1.1电压管理

1.1.1加强管理

（1）健全电压无功管理网络，明确分级管理职责范围和工作内容，确保网

络畅通。成立以公司总经理为组长，公司副总经理为副组长，相关部门负责人为小组成员的领导小组，生产和用电部门各设一名专职或兼职电压无功专责，负责日常运行维护工作。

（2）制定相关制度，严格考核。严格执行襄樊供电公司生技部下达的“综

合电压合格率考核办法”和“无功界面功率因数考核办法”，我公司结合具体情况，把指标分解到各个部门，按月考核，年底兑现。

（3）加强对基础台账的统计与分析工作。按月保存真实有效的电压数据，从数据中掌握电压的现状，分析电压管理存在不足，不断持续改进。

（4）加强学习。电压工作涉及生产运行的方方面面，要求管理人员不断学习，提高专业素质，实现更有效的管理。

（5）定期开展校验工作。对电压监测仪坚持一年一校，确保监测的电压数

据准确无误。

1.1.2采取的具体措施

（1）对公变档位进行调整。将档位由二档调到一档。配合无功自动补偿装置使用，在负荷高峰投入无功进行功率调整。通过以上调整后效果很显著，合格率能持续达到99%以上。以后依据负荷、功率因数的变化情况，出现电压超高限或超低限现象，及时调整配变分接开关至合适的挡位，使全年电压基本保持合格。

（2）针对电压监测仪普遍接收不到的信号情况下，2007年10月份联系豪迈亿力厂家，对18块短信电压监测仪进行全部检查，发现在2003年-2004年期间购买的电压监测仪都存在一个通病，就是当移动网出现故障时，电压监测仪的状态会处在一个虚网状态，会出现电压监测仪能接收信号，但不能发回信号的情况，旧的电压监测仪针对这种情况不能自已纠正，只能靠重启电源解决。对12台同类型的电压监测仪经过重启后故障能暂时排除。

（3）有个别电压监测点持续出现电压偏高或偏低现象，经分析是由于公变所带负荷过大或过小。针对此种情况，我们采取的措施是转移公变负荷，使负荷与公变容量配套。

2.1无功管理

配网的无功管理工作主要体现在对公变及用户无功补偿装置的管理。我公司历来重视低压无功补偿装置管理维护工作，对低压无功补偿装置的运行现状作过多次统计分析。

2007年9月份对城区内所有公变无功补偿装置进行了全面检查，对装置出现的问题作了分类汇总，对需更换的无功补偿装置的费用作了估算并经过襄樊供电公司上报到省公司，作为下一步无功规划的参考。

2.1.1 无功管理中存在的问题

（1）无功补偿装置自身质量问题

针对无功补偿装置自身存在设计不合理、元器件质量不合格等问题，2005年我公司以此作为QC课题，专门进行攻关。后与厂家合作，对现有的无功补偿装置从五个方面进行了成功改造。改造后的2台无功补偿装置正常运行至今，效果良好。

（2）居民用户区存在的问题

较早的公用配电房中无功补偿柜多为手动投切操作，由于操作人员有限，基

本不投运。新建公用配电房中安装有带自动控制器的无功补偿柜，但是自动控制器质量有缺陷，故障较多。这两种情况均不利于小区自动无功补偿，既增加了线损，又对电压合格率有一定影响。给公用变无功补偿带来困难。

(3)非居民用户存在的问题

非居民用户中存在向系统倒送无功电量的情况，对系统无功平衡造成很不利的影响。根据功率因数考核的要求，这些用户基本都安装了无功补偿柜，但是在管理上存在较多问题。仅依靠用电上的力率奖惩无法控制无功补偿柜在低谷时段向系统倒送无功的情况。部分用户由于无功知识缺乏或自动控制装置失效，任由电容器投运而向系统倒送无功的现象不可避免地存在。一些用户判断电容器是否应投切的依据就是无功电度表是否已停止转动，而根本不顾及是否因投入过多的电容器会向系统倒送无功。

（4）安装、运行维护中存在的问题

安装方法不正确，出现安装接线错误导致无功装置存在假运行状况。维护工作不细致，无功补偿装置能否持续正常投入运行与运行人员的正确维护有很大的关系。一线生产人员由于缺少无功补偿设备方面的运行维护知识，出现故障后不知如何处理，导致无功装置停运。

2.1.2 解决办法及建议：

（1）对部分非居民用户向系统倒送无功的问题，供电部门有责任对其做好正确用电的培训教育工作，同时应制定和落实相应的考核措施以及设置合适的计量器具。从技术手段来讲，要合理配置电容器的组数和容量。

（2）购买质量合格的无功补偿装置，或购买一批无功装置备品备件，由维护人员自已更换。将已损坏无法修复的无功补偿装置退出运行。

（3）请专家到现场对一线生产人员讲解相关知识，并把正确的安装方法和维护要点纳入到日常管理中，确保新无功设备接线正确，运行维护中出现问题能、会处理。

四、专业管理存在的问题

（1）、电压监测仪存在信号接收不及时，或接收不到信号的情况。需到现场长进行调整，一是耗损费时间，二是耗损费人力物力。

（2）、对用户的无功补偿的管理力度不大，虽查找出原因，但对用户无功补

偿的管理需要用户的积极配合，目前没有形成对用户无功补偿装置的管理制度。

（3）、需加强对无功设备巡视，加强对无功补偿设备运行、投运情况进行详细记录。

五、下一步工作安排

（1）采取调整公变档位和提高无功补偿装置投运率相结合的办法提高D类电压合格率。

（2）加强对台区无功补偿装置的巡视和维护，联合用电部门，加大对用户无功补偿装置的监控力度。

（3）加强对无功补偿装置的统计与分析工作。把台区功率因数与台区线损结合起来，对能正常投运无功补偿装置的公变，对其每月的功率因数与线损，作跟踪统计，通过数据比较分析新装无功装置的投入产出比，为下一步提高台区无功补偿装置投运率，提供决策依据。

（4）与人力资源部配合，做好技术培训工作。

第五篇：无功电压控制将是发展动向

风电并网技术 无功电压控制将是发展动向 北极星电力网新闻中心2011-5-6 15:20:11我要投稿 所属频道: 电网风力发电输配电关键词: 风力发电风电机组风电场

北极星风力发电网讯:风力发电作为目前世界上可再生能源开发利用中技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一，由于其在减轻环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和利用。

根据我国风电发展规划，我国将在甘肃、内蒙古、新疆、河北、吉林和江苏建立七个千万千瓦级风电基地，预计到2015年要建成5808万千瓦，2020年要建成9017万千瓦，占全国风电装机总容量的78%。由于我国陆上风能资源主要集中于“三北”地区，因此对于位于电网末端的风电基地，除了具有常规风力发电的共性问题以外，还存在许多特殊的个性问题，包括系统稳定、输送能力、调频调峰和电量消纳等，其中无功电压问题是风电场并网运行关注的主要问题之一，需要采取措施对风电场无功电压进行有效调节。

发展现状

早期的风电机组主要采用异步发电机，它们不具备维持和调节机端电压水平的能力，在运行时还要从系统吸收无功功率，相应地，风电场需要装设固定进行补偿，随着电力电子技术的发展，出现了SVC和STATCOM等动态无功，风电场就采取固定电容+动态无功补偿装置的方式对无功进行控制。

近年来，针对风电场的电压稳定而进行的无功补偿问题一直是电力企业和相关研究机构关心的热点。在此背景下，国内逐渐开展了对风电场无功控制技术的研究，包括风电机组无功控制技术研究、风电场无功补偿装置研究、FACTS装置协调控制等方面。

(1)风电机组无功控制技术研究现状

随着风电技术的发展，风电机组从原来的不具有无功控制能力发展到能够输出一定的无功。目前，双馈式异步风力发电机组和永磁直驱风力发电机组是主流的机型，双馈式异步风力发电机组通过控制实现有功/无功的解耦，具备一定的动态调节无功输出的能力;而永磁直驱风力发电机组由于通过全容量与电网连接，则能够灵活地对无功进行控制。这两种风力发电机组都具备以恒电压模式工作的能力，可以在一定程度上实现对无功和电压的控制。

(2)风电场无功补偿装置研究现状

为适应不同场合的需要，适用风电场的无功补偿装置已发展出多种类型，它们的所需成本不尽相同，对电网电压的暂态特性影响也不一样。

①并联电容器

并联电容补偿可用断路器连接至电力系统的某些节点上，并联电容器只能向系统供给容性的无功功率。并联电容具有投资省，运行经济、结构简单、维护方便、容量可任意选择、实用性强;缺点是：(1)并联电容器补偿是通过电容器的投切实现的，因调节不平滑呈阶梯性调节，在系统运行中无法实现最佳补偿状态。采用电容器分组投切方式时，无功补偿效果受电容器组分组数和每组电容器容量的制约。(2)电容器的投切主要采用真空断路器实现，其投切响应慢，不宜频繁操作，因而不能进行无功负荷的快速跟踪补偿。如果使用晶闸管投切电容器组来代替用真空开关投切电容器组，解决了开关投切响应慢和合闸时冲击电流大的问题，但不能解决无功调节不平滑以及电容器组分组的矛盾，同时由于采用了大功率的电力电子器件，也大大提高了系统的造价。(3)由于开关投切电容器是分级补偿，不可避免出现过补偿和欠补偿状态。根据无功与电压关系，过补偿时会引起电压升高，欠补偿时感性负荷引起电压降低。(4)电压下降时急剧下降，不利于电压稳定，投入时会产生尖峰电压脉冲。电容器发出的无功功率与电压的平方成正比，在低电压时输出的无功功率减少，而这时显然需要更多的无功，如果不能及时供给无功，将导致系统的电压水平下降。

②有载调压变压器

有载调压变压器(OLTC)不仅可以在有载情况下更改分接头，而且调节范围也较大，通常可有UN±3×2.5%或UN±4×2.0%，既有7个至9个分接头可供选择。因而有载调压器OLTC是电力系统中重要的电压调压手段，在系统运行中可以自动改变分接头，调节其变比，以维持负荷区域内的电压水平。但变压器不能作为无功电源，相反消耗电网中的无功功率，属于无功负荷之一;变压器分接头(抽头)的调整不但改变了变压器各侧的电压状况，同时也对变压器各侧的无功功率的分布产生影响。有文献指出在某些情况下，OLTC按其升降逻辑改变分接头时，非但没有改善电压条件，反而会使之更加恶化，甚至认为是引起电压崩溃的重要原因之一。因此，在风电场并网运行时需慎重考虑该设备的使用。

③静止无功补偿器

静止无功补偿器(Static Var Compensator，SVC)通常是由并联电容器组(或滤波器)和一个可调节电感量的电感元件所组成。SVC与一般的并联电容器补偿装置的区别是能够跟踪电网或负荷的无功波动，进行无功的实时补偿，从而维持电压的稳定。SVC是完全静止的，但它的补偿是动态的，即根据无功的需求或电压的变化自动跟踪补偿。静止无功补偿系统都是无功部件(电容器和电抗器)产生无功功率，并且根据需要调节容性或感性电流。静止补偿器可以提高电压稳定极限值，而装设在系统中部节点上的SVC有很好的作用，在技术经济比较中往往成为优选方案。有文献将柔性交流输电系统(FACTS)设备运用到风电场以提高其运行的电压稳定性，说明了SVC在风电场无功补偿方面的优良性能。

④静止同步补偿器(STATCOM)

静止同步补偿器(STATCOM)也称为静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)，其基本电路分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。电压型桥式电路，其直流侧采用电容作为储能元件，而交流侧通过串联电抗器并入电网：电流型桥式电路，直流侧采用电感作为储能元件，而交流侧并联电容器后接入电网。实际上，由于运行效率的原因，迄今投入使用的STATCOM大都采用电压型桥式电路。STATCOM的基本工作原理是将桥式变流电路直接并联或通过电抗器并联在电网上，适当调节桥式变流电路交流侧输出电压的相位和幅值或直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，从而实现动态无功补偿的目的。与SVC相比，STATCOM具有5个优点：调节速度快、运行范围宽、调节范围广、元件容量小、谐波含量小。

最新进展

随着风电技术、电力电子技术和控制技术的发展，未来风电场无功控制技术将以“闭环”控制为主，通过风电机组、无功补偿装置以及电网的协调优化运行，实现对风电场无功的有效控制。

在产品应用方面，GE风能已经研发出一种闭环风电场电压控制，称之为“动态无功控制”(WindVAR)。动态无功控制可以向电网提供无功并稳定电压。带有动态无功控制的风机，电压的控制和调节都是通过安装于风机上的电力电子装置来实现进行的。

欧洲相关电力公司和技术机构、美国风能协会(AWEA)等都制定了相关风力发电导则和IEEE-1547(分布式电源与电力系统接入标准)，包括了电压稳定控制/无功补偿方面的内容，要求确保风电场母线电压稳定在一定范围内，并保证电能质量合格。

目前国内即将出台的风电并网新国标中，不仅要求风电机组具有无功电压调节能力，也要求具备低电压穿越能力。新国标的颁布将促进风电相关产业技术向更加电网友好型方向发展，实现对风电更大规模的平稳消纳。