随着大力发展清洁能源成为研究主流,远离陆地、风能丰富的海上风电场越来越成为关注的焦点。含有高压交流海底电缆的近海风电场由于其较大的充电功率的特点,对其无功补偿研究具有很大的影响。在不同运行工况下,风电场对无功功率的需求不一样,送出功率较大或者系统电压骤降时,需要容性无功功率维持电压稳定,送出功率较小、产生工频过电压、孤岛运行时,需要感性无功功率保证风电场安全稳定运行。因此,本文主要针对近海风电场需要配置感性无功功率的多种工况进行了分析,并且提出一种以抑制过电压、大孤岛补偿为基础无功配置,辅以双馈风机的动态无功调节优化的综合无功配置方案。首先,本文对近海风电场的工频过电压产生机理进行分析,得出其对感性无功补偿的需求,通过公式推导得出并联电抗器在末端补偿时对容升效应抑制效果最明显的结果,结合近海风电场的结构特点可知在陆上集控中心增设并联电抗器是补偿效果最好、运行最方便的方案,并且利用ATP/EMTP仿真平台计算示例近海风电场在不同线路长度下的工频过电压,验证了理论推导结果。其次,本文对研究较少的孤岛运行模式进行了分析,研究了大孤岛运行模式下所需额外配备的应急电源和并联电抗器的配置方案,应急电源的容量应该满足海上升压站及风机塔筒内部用电消耗,并联电抗器的选择则应参照低压侧海底电缆的充电功率,可以按照实际接入大孤岛运行模式下的风机数量进行电抗器的分组选择,并通过实例计算了该配置方案下的潮流和短路电流,验证了该配置方案的适应性。另外,本文对含有双馈风机的近海风电场的电压无功特性进行了研究,提出了 一种计及双馈风机无功出力的免疫遗传算法,同时考虑风机端电压限制和无功出力极限,通过控制双馈风机的端电压改变不同位置的每台双馈风机的无功出力,距离海上升压站越近的风机无功出力越大,保证电压满足要求的前提下以达到网损最优目的,通过编写C语言程序实现了算法的优化。最后,基于上述三种工况,在陆上集控中心用磁控电抗器代替固定电抗器,在海上升压站增设孤岛模式所需固定电容器,加之通过算法优化利用双馈风机的无功出力,得到考虑多工况运行的综合无功优化配置方案,通过MATLAB/Simulink仿真平台对比并验证了该方案对于各种工况的适用性,充分发挥了双馈风机的无功出力,减少了达到同等送电质量所需的补偿装置容量。本文的研究成果为日后近海风电场工程的规划设计提供了一定参考。