一、无功补偿现状
目前大多数风光等新能源场站采取的是大规模、集中式的开发模式,大规模新能源开发区域都分布着数十个新能源场站,而单个新能源场站的装机容量较大。由于新能源发电固有的间歇性特点,大规模新能源并网给电网运行带来了极大的挑战。新能源并网区域往往缺乏本地负荷和常规电源支撑,发出的电能需要经过长距离送至负荷中心,造成送电通道随出力的变化而无功电压波动较大。
现有新能源场站配备的静态无功补偿装置(SVC)以及静态无功发生器(SVG)的性能良莠不齐,其控制模式也不统一:
(1)有的以新能源升压站高压母线处无功截零为目标,按定无功控制。
(2)有的以升压站高压或低压母线为目标,按定电压控制。
(3)具备无功调节能力的新能源设备也未能有效利用起来,导致新能源场站空有无功调节裕度,未能发挥出其应有的系统电压控制能力。

二、针对现状的总体解决方案
(1)在新能源场站内建设自动电压控制系统,闭环自动控制场内SVC和风机、光伏等设备,充分发挥新能源场站自身的无功电压控制能力。
(2)在电网调度中心建设面向大规模新能源汇聚区域的自动电压控制系统,对新能源区域内多个新能源场站进行同步协调控制。
(3)在汇聚区域、新能源输送通道区域实现新能源场站和传统电源、变电站的自动协调无功电压控制。
三、无功补偿总目标
总体上稳定电压水平,提高系统的电压安全裕度,实现新能源的稳定并网发电。进一步提高电网对间歇式新能源的调度水平,增强电网容纳大规模新能源的能力。
四、场站AVC 系统概述
AVC(Automatic Voltage Control,自动电压控制)系统是一种先进的电力系统控制技术,旨在维持电力系统的电压稳定在合理的范围内,以确保电力系统的安全、可靠和高效运行。AVC 系统通过实时监测电力系统中的电压、无功功率等参数,利用控制算法和通信技术,对发电设备、无功补偿设备等进行自动调节,实现对电力系统电压的精确控制。
(1)电压调节:能够根据电力系统的运行状态,自动调整发电机的励磁电流及无功补偿设备的出力,以维持系统各节点的电压在规定的范围内。
(2)无功优化:通过合理分配无功功率,优化电力系统的无功潮流,降低网络损耗,提高系统的经济效益。
(3)安全稳定控制:在电力系统发生故障或异常情况时,AVC 系统能够快速响应,采取相应的控制措施,以保证系统的安全稳定运行。
(1)稳态电压调整的目标,通过对新能源场站中的风电特性各异的无功调节设备的协调控制,在保证风机和光伏逆变器机端电压正常前提下追随省调 AVC 主站下发的高压侧母线电压调节指令,满足调度主站的电压无功调节要求。
(2)动态无功储备的目标,接收省调 AVC 省调 AVC 主站下发的动态无功储备要求,在电压合格的基础上,通过协调控制场站内动态-静态无功设备,使得场站具有上级要求的动态无功储备,以应对故障等异常扰动情况。
七、场站 AVC 子站无功电压控制策略、优先级
(1)实时计算当前场站内总的无功调节能力,以及动态无功补偿装置总的动态无功调节能力,并将无功调节能力上送调度主站。
(2)具备对每台新能源机组机端电压的监控功能,当单台新能源机组机端电压异常时,可以通过控制新能源机组无功进行校正。
(3)具有追随高压侧并网点母线电压调节要求的能力,响应上级调度中心给出的并网点母线电压调节指令,从而达到新能源区域的总体电压控制目标。
(4)在电压校正时,优先使用快速无功调节设备进行校正,使得新能源机组电压在最短时间内进入合格正常的范围内。
(5)在进行电压调节时,优先考虑风机、光伏逆变器的无功调节,以其自身的无功调节能力进行基础的无功支撑,以 SVC/SVG等动态无功设备进行精细调节。
八、AVC 系统运行考核要点及管理措施
(1)并网主体不具备 AVC 功能按月进行考核。
(2)加装AVC设备的并网主体应保证其正常运行,不得擅自退出并网机组的 AVC 功能,并网主体 AVC 功能已正式投运后由于AVC 设备故障问题导致退出 AVC 功能的按小时进行考核。
(3)并网常规电源及光热、抽蓄和新能源(风机、光伏)及新型储能场站的AVC 调节容量发生变化时,相关单位应提前一周报相应调控机构备案,未及时报送按每次进行考核。
(4)AVC月投运率、调节合格率应满足当地调度规定要求,投运率、调节合格率每降低1%按当地调度规定进行考核,不满1%按1%计算。
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