我國(guó)海上風(fēng)力資源豐富，具有廣闊的發(fā)展前景，開(kāi)發(fā)海上風(fēng)力資源是風(fēng)能持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要途徑,。我國(guó)海上風(fēng)電資源豐富地區(qū)主要集中在東南沿海,，大力發(fā)展海上風(fēng)電有助于解決該地區(qū)的用電需求。未來(lái)我國(guó)將海上風(fēng)電重點(diǎn)投入在東南沿海的幾個(gè)主要省份,，如廣東,、福建、浙江及江蘇等,，并且建設(shè)規(guī)模也將越來(lái)越大,。受多方面的影響因素，中國(guó)海上風(fēng)電黃金時(shí)段最有可能出現(xiàn)在2020年左右,。

海上風(fēng)電的輸電方案主要有3種,，即高壓交流輸電、高壓直流輸電和分頻輸電技術(shù),。輸電方式通常是由海上風(fēng)電裝機(jī)容量的大小和風(fēng)電場(chǎng)離岸距離來(lái)決定的,。海上風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)模在200MW以下，離陸地距離小于100km時(shí),，優(yōu)先采用交流輸電方式,，該方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低等優(yōu)點(diǎn),。

以海上風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際建設(shè)的工程為例,，考慮到風(fēng)電場(chǎng)集群里的分散布局、離岸距離的因素,，提出部分海上風(fēng)電場(chǎng)采用220kV高壓交流海底電纜輸送方式,，部分海上風(fēng)電場(chǎng)采用柔性直流輸電的優(yōu)化組合。海上風(fēng)電場(chǎng)容量較小時(shí),，經(jīng)一回海纜便可輸送至陸上電網(wǎng),；當(dāng)容量較大，超過(guò)500MW時(shí),，可分成幾部分各自輸送或者經(jīng)直流方式輸送。

文獻(xiàn)[8]在考慮受海底電纜充電功率影響的情況下,，針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)介紹了海纜的一端和兩端補(bǔ)償以及改變海上風(fēng)電場(chǎng)的功率因數(shù)進(jìn)行等效補(bǔ)償?shù)姆椒?，根?jù)相對(duì)電容效應(yīng)系數(shù)來(lái)確定補(bǔ)償量。文獻(xiàn)[9]提出在海上風(fēng)電場(chǎng)側(cè)配置1/3高壓電抗器,，在電網(wǎng)側(cè)配置2/3高壓電抗器,，用靜止無(wú)功發(fā)生器（static vargenerator, SVG）控制海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的無(wú)功配置方案。

文獻(xiàn)[10]指出海上風(fēng)電場(chǎng)側(cè)匯集系統(tǒng)和變壓器的無(wú)功主要通過(guò)變壓器低壓側(cè)的補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償,；高壓長(zhǎng)距離海纜線路的無(wú)功補(bǔ)償主要由線路上的高壓電抗器進(jìn)行補(bǔ)償,。文獻(xiàn)[11]采用電網(wǎng)側(cè)配置高抗及結(jié)合風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行無(wú)功調(diào)節(jié)的無(wú)功配置方案。

以上文獻(xiàn)多考慮利用無(wú)功來(lái)控制電壓，進(jìn)而提出無(wú)功補(bǔ)償策略,，但在海上風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),，在相同電壓下單位長(zhǎng)度海纜的充電功率是要比架空線路高出一個(gè)數(shù)量級(jí)的，所以高壓交流海纜線路的充電電流很大,，這也導(dǎo)致海纜線路的負(fù)載能力大幅度降低,。并聯(lián)高壓電抗器進(jìn)行感性無(wú)功補(bǔ)償可起到提升海纜傳輸容量的作用，但目前該方面的研究較少,。

提升海纜的傳輸容量能有效提升海上風(fēng)電輸電系統(tǒng)的輸電效率,，有利于海上風(fēng)電交流輸電方式向更遠(yuǎn)距離、更大容量的方向發(fā)展,。也可以減少海纜數(shù)量進(jìn)而降低海纜的投資成本,，同時(shí)降低了對(duì)海上通道的影響，可見(jiàn)對(duì)海纜傳輸容量提升是具有很大實(shí)際意義的,。

本文以提升海纜傳輸容量為目標(biāo),，以海纜的載流量為約束條件，分析無(wú)功補(bǔ)償對(duì)海纜傳輸容量的影響情況,。在Digsilent軟件中建立海上風(fēng)電輸電系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型,，對(duì)海上風(fēng)電場(chǎng)的容量、功率因數(shù)等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,，分析海纜近風(fēng)電場(chǎng)側(cè)并聯(lián)電抗器補(bǔ)償對(duì)海纜最大傳輸容量的影響,，提出用于提升海纜最大傳輸容量的海纜近風(fēng)電場(chǎng)側(cè)無(wú)功容量配置策略，得到海纜近風(fēng)電場(chǎng)側(cè)所需并聯(lián)電抗器容量與風(fēng)電場(chǎng)出力間的關(guān)系曲線,。

圖1  海上風(fēng)電場(chǎng)交流輸送電典型結(jié)構(gòu)

圖3  海纜在最大傳輸容量情況下的無(wú)功分布

圖5  海上風(fēng)電輸電系統(tǒng)仿真模型