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地区电网与新能源无功电压协调控制许大卫;陈天华;陈建华;杜磊;杨科【摘要】随着新能源发电的快速发展新能源电厂并网后的无功电压优化控制受到广泛的关注文中结合新能源发电的特性以及目前成熟并广泛应用的地区电网自动电压控制系统提出一种地区电网与新能源电厂无功电压协调控制的总体技术方案详细阐述了协调控制原理及控制方案的实现.经实际系统的现场应用表明上述技术方案和控制策略可行且有效较好地解决了新能源并网的无功电压协调控制问题.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷)期】2015(034)002【总页数】4页(P41-44)【关键词】地区电网;新能源;无功电压;协调控制【作者】许大卫;陈天华;陈建华;杜磊;杨科【作者单位】国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106;国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106;国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106;国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106;国电南瑞科技股份有限公司江苏南京211106【正文语种】中文【中图分类】TM761.1随着传统能源的日渐稀少近年来新能源发电在我国得到了越来越广泛的应用。在风力发电领域根据中国风能协会发布的最新数据2013年中国（不包括台湾地区）新增装机容量16088.7MW同比增长24.1%；累计装机容量91412.89MW同比增长21.4%。新增装机和累计装机2项数据均居世界第一[1]。在光伏太阳能发电领域调查数据显示2011年中国的光伏发电安装量比2010年增长了约5倍是全球光伏发电安装量增长最快的国家[2]。与传统发电方式相比新能源发电具有可再生、无污染、建设周期短等优点但风力和光伏资源本身具有随机性、间歇性、周期性及波动性等特点。大容量风电同时并网会造成接入变电站母线电压质量急剧下降[34]。光伏电源的并网对配网和高压输电网的电压质量也均会有一定的影响[5]。近年来针对新能源发电的电压稳定而进行的无功补偿问题一直是电力企业和相关研究机构关心的热点。目前在风电场和光伏电站普遍采用自动电压控制（AVC）系统对并网点电压和无功进行调节。AVC系统可接受来自调度的母线电压和总无功的限值设定以及电站内的母线电压和无功的设定通过一定策略调节并网风机/光伏逆变器无功功率、无功补偿设备（容抗器和SVG/SVC等）的投入量或变电站升压变压器的变比进行电站的无功及电压调节使并网点电压在正常运行范围内[5]。1AVC系统简介AVC系统在20世纪80年代初开始用于电网又称为二次电压调节网目标是在电网中实现无功功率及电压的区域性集中控制[6]。其主要功能是在满足电网安全稳定运行前提下保证电压和功率因数合格并尽可能降低系统因不必要的无功潮流引起的有功损耗。AVC系统从网络分析应用（PAS）获取控制模型、从电网稳态监控应用（SCADA）获取实时采集数据并进行在线分析和计算对电网内各变电所的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制实现全网无功电压优化控制闭环运行。2实现方案2.1系统架构地区电网AVC系统作为主站新能源AVC系统作为子站。主站利用电网实时数据和状态估计提供的实时方式进行分析计算实现对电网母线电压、发电机无功、电网无功潮流自动监视并对无功可调控设备进行在线闭环控制。总体控制模式采用无功电压二级协调控制模式。整体控制框架如图1所示。图1系统控制框架图在具体实现时主站与子站在满足二次防护要求的基础上通过调度数据网连接实现通信通过标准化规约设定建设实现数据传输的无缝连接。主站系统根据全局网络模型和实时数据进行全局优化分析计算对子站系统下达电压或功率因数曲线电场接收后形成控制策略对并网风机/光伏逆变器无功功率、无功补偿设备（容抗器和SVG/SVC）的投入量或变电站升压变压器的变比进行调节并将调节后的电压无功状况反馈给主站形成闭环控制。整体架构如图2所示。2.2优化模型地区电网和新能源子站的协调控制以网损最小为无功优化的目标[7]。以主网中枢母线的电压、风电场升压站高压侧母线电压、光伏电站并网点电压、主网关口无功和升压站关口无功的越限为罚函数。目标函数为：图2系统整体架构图式（1）中为系统的有功网损为