风能具有随机性和间歇性特点，规模化的风电场一般位置偏远，处于电网的薄弱环节，随着风电并网容量不断增大，风电接入电网造成的电网电压不稳、线路损耗增加等问题日益突出。电能质量对电网稳定、电力设备安全运行以及工农业生产具有重大影响，其中，无功功率是影响电能质量的重要因素之一。风电无功补偿对提高并网电能质量、降低电网损耗、增强电网的运行稳定性和安全性具有极其重要的意义。

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无功补偿的定义及内涵

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1、什么是无功补偿

无功补偿，也称无功功率补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，通过另加无功补偿装置的方式，让无功负荷与无功补偿装置之间进行无功率交换而不再与电源进行无功功率交换，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

无功补偿的实现方式：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换，感性负荷所需的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。应用于风电场的无功补偿设备包括并联电容器组、静止无功补偿器(SVC)、静止同步无功补偿器（STATCOM）等。

图1风电场无功补偿设备

2、无功补偿相关概念

在三项交流电力系统中，一般存在有功功率、无功功率和视在功率三种功率形式。

有功功率（P）：保持用电设备正常运行所需的电功率，即将电能直接转变为机械能、热能、光能、化学能、声能等能量形式的电功率。

无功功率（Q）：用于电路内电场与磁场的转换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，由于不对外做功，称为无功功率。无功功率不是无用功率，在能量转换过程中起着重要的媒介作用。

视在功率（S）：有功功率和无功功率的融合（几何和），总功率包含有功功率和无功功率。

功率因数：有功功率与视在功率的比值，反映电源输出视在功率的有效利用程度。功率因数越大，电路中的无功功率越小，电能输送效能越高。

无功补偿的必要性和机理

1、风力发电运行特性分析

风的速度、方向变动具有随机性和间歇性，不同位置的风速和风向具有明显差异，因此，风电机组的电能输出也是随机变化的。风力发电出力的短周期变动显著，并且同一风电场内的风电机组出力变动不同步。所以，风力发电具有随机性（不稳定）、不受控的特点。