Источник: North american Windpower
http://www.amsc.com/newsroom/documents/NAWindpowerJune2007.pdf
С быстрым ростом мощности в промышленности независимые операторы системы электричества (IESO) должны удостовериться, что крупномасштабные установки ветра могут быть установлены благополучно на IESO-управляемой сетке и поддержать соответствующий уровень надежности. Детальные исследования системы выполнены, чтобы оценить воздействия установок ветра на сетке и определить, ответили ли всем требованиям IESO. В частности требования реактивной мощности имеют дело со способностью установок ветра динамически поглотить и ввести реактивную мощность в сетку. Эта статья идентифицирует требования способности реактивной мощности IESO и исследует возможные решения для компенсации, которые могут использоваться, чтобы ответить этим требованиям.
В Онтарио в ветряных установках , использующих ветровые индукционные турбинные генераторы или асинхронные генераторы, должно генерироваться столько же реактивной мощности как и у обычных синхронных генераторов той же мощности, как указано в пункте общего сцепления (PCC) к IESO-управляемой сетке. PCC определен как пункт, где сетка соединяется с высокой стороной главного трансформатора. Некоторые из детальных требований включают:
- на всех уровнях активной выходной мощности, минимальная непрерывная реактивная мощность, требуемая быть введенной средством в PCC, за 0,35 единицу номинальной активной мощности.
- на всех уровнях активной выходной мощности, минимальная непрерывная реактивная мощность, требуемая быть поглощенной средством в PCC 0,33 номинальной активной мощности.
- способность реактивной мощности средства должно быть быстрым, динамичным и непрерывным и должен быть в состоянии поразить оба конца необходимой реактивной мощности в диапазон во время, сопоставимое тому из обычного генератора. Есть два основных типа ветровых турбогенераторов, используемых на ветровых установках – те, которые работают в постоянном уровне мощности (I тип), и способные к впрыскиванию или поглощению реактивной мощности (II тип). В PCC синхронный генератор на 100 МВт обязан иметь способность динамически ввести 35 Мвар и поглотить 33 Мвар в постоянном напряжении системы для всех активных выходных мощностей. Ветровая установка на 100 МВт должна достигнуть такого же уровня реактивной мощности. Чтобы ответить этому требованию IESO, ветровые установки, использующие I тип турбин нуждаются в дополнительной динамической компенсации реактивной мощности, такие как STATCOMs, SVCs и D-ВАР установки для компенсации.
Ветровые установки, использующие II тип турбин, возможно, не требуют никакой динамической компенсации реактивной мощности, если динамический диапазон реактивной мощности турбины достаточен и очень быстр. В любом случае ветровые установки, возможно, должны работать как статическое оборудование для компенсации реактивной мощности, чтобы ответить требованиям реактивной мощности в PCC. Следующие два случая покажут, как реактивным требованиям IESO можно ответить, используя различные турбинные типы и динамическое или статическое оборудование компенсации реактивной мощности. В моделировании ветровой установки для исследований система была упрощена, соединяя все турбины ветровой установки, для фермы ветра на 100 МВТ.
Эта ветровая установка реактивной мощности IESO quirements, имеет три моделирования потока груза. Первое моделирование проверяет, что ветровая установка могла ввести 35 Mвар в PCC, при напряжении системы 242 кВ, потому что это - типичный уровень напряжения системы на 230 кВ. Это моделирование обычно выполняется по активной эгнергии в МВт, чтобы гарантировать, что это может ответить этим 35 Mвар требованиям по компенсации реактивной энергии на всех уровнях выходной мощности. Второе моделирование проверяло, что ветровая установка могла поглотить 33 Mвар в 242 кВ. Это моделирование обычно выполняется с ветровая установка около нулевых мегаватт, потому что этот уровень гарантирует, что это может соответствовать этим 33 Mвар на всех уровнях выходной мощности. Так как устройства, используемые в системах D-ВАРА, зависимы от напряжения, важно проверить, что ветровая установка может все еще обеспечить необходимую реактивную мощность в низких напряжениях системы. Третье моделирование, поэтому, гарантировало, что ветровая установка была способна к подаче 35 Mвар в напряжении системы 220 кВ, которое является самым низким непрерывным напряжением системы. Потоки от STATCOMs, шунтирующих конденсаторов и блоков измерены в главном блоке. Поток из системы измерен в PCC, и поток из турбин измерен в терминалах турбин. Данные моделирования показывают, что эта ветровая установка была способна к генерации и потреблению необходимой реактивной мощности на напряжении 242 кВ. Однако, ветровая установка не могла ввести необходимую реактивную мощность на низких уровнях напряжения системы. Чтобы решить эту проблему, потребовалось бы больше шунтирующих конденсаторов.
II тип турбин ветровых установок, модель для различной ветровой установки была упрощена, соединяя все турбины на одном блоке. Те же самые три моделирования потока, которые были рассмотрены для первой ветровой установки, были также применены второй ветровой установки. Эти результаты показывают, что эта ветровая установка отвечает требованиям реактивной мощности IESO. Поток через конденсаторы и блок измерены также в главном блоке. Поток из системы измерен в PCC, который подается на высокую сторону главного трансформатора, и поток из турбины измерен в терминале машины. Чтобы гарантировать, что у фермы ветровых установок есть достаточный динамический реактивный запас, чтобы быстро отреагировать на непредвиденные обстоятельства на системе, оба конденсатора обычно должны находиться во включенном состоянии в резерве. Эта ветровая установка может быстро начать генерацию реактивной мощности, когда это необходимо. Если произойдет непредвиденная авария, то ветровая установка блокирует конденсаторы, и время срабатывания будет приблизительно одной секундой, чтосопоставимо с временем у синхронного генератора.
Требования компенсации реактивной энергиии могут измениться в зависимости от типа используемой турбины. II Тип турбин отвечает требованиям со статическими конденсаторами и реакторами, в то время как I тип турбин нуждается в динамическом решении как система D-ВАРА. Подход IESO по компенсации реактивной мощности состоит в том, что у ветровой установки должна быть та же самая способность реактивной мощности как и у обычного синхронного генератора той же самой мощности.