地区电网与新能源无功电压协调控制
方案
3.1 系统组成
地区电网中的主站为AVC系统，子站为新能源AVC。主站借助电网数据与状态进行计算与分析，并对电网母线电压、电网无功潮流自动坚实、发电机无功等实现对无功调控设备的闭环控制。总的控制模式为无功电压二级协调控制模式。详情如下图1。
在实现期间，主站和子站以二次防护为基准，借助数据网连接完成信息通信，利用标准化的规定建立数据传输连接。主站系统结合全局网络模型与实时数据开展分析计算，然后完成对子站的命令下达，电场在受到这一控制策略后，就能对并网风机、无功补偿设备及变压器进行适当调节，最后将调节的无功情况展现给主站，最终形成闭合环路控制。
3.2控制措施
新能源子站系统在收到来自主站的命令后，对其自身的无功功率进行调节，进而就可以对并网点电压进行合理控制，整体的调节速度与控制精度需要结合电力系统电压调节需求。风电场与光伏电站中的无功调节包含光伏逆变器无功功率、调节风机、调节集中补偿装置。其主要控制措施为：
（1）利用AVC系统进行区域划分与平衡控制;（2）风电场与光伏电站电压在110KV以下的线路中与主网连接的部分归入到地区电网控制当中，并进行无功电压优化;（3）主站结合不同区域无功调节功能与平衡情况，设定子站并网点电压控制值，风电场或光伏电站子站系统结合给出的电压值，对风机光伏逆变器、变压器、集中无功补偿装置进行合理控制，确保并网点电压符合实际控制需求;（4）再对风电场无功需求和可调节范围进行判断，对并网点的电压设定值进行适当调节，从而充分展现风机的无功调节功效;（5）受到风电与光伏电站功率预测的影响，在无功调节控制中应对慢速与快速无功调节设备进行合理化控制。
3.3技术要点
主站系统需要在通信、功能、配置、精度上符合以下几点要求：
（1）主站及子系统需要符合二次防护标准，利用调度数据网进行数据通信，借助标准化的接口创建数据传输无缝连接;（2）主站当中的所有软件都要云集到一个平台中来，完成集群无功电压控制;（3）主站系统需要结合全局网络模型与数据，对整体的网络系统情况进行计算分析，开展分区分级闭环控制。针对风电场或光伏电站，主要由主站系统给出电压与功率曲线，在特定电场的情况下，确保其不会影响主网中的无功电压;（4）主站按照电压等级划分电压控制区，结合负荷预测及功率预测，在保证项目指标与全网无忧的情况下，给出不同控制区域的母线节点电压设定值与联络线信息，控制实际周期在60min以内。子站应该介个区域当中的无功控制设备，将无功区域中的不同需求划分到不同的控制装备上，例如SVC、AVR等设备，然后结合电压参考值，确保中枢节点电压在这一区域内，控制实际命令时间大约为5min。
3.4 协调方案
受到风电场或光伏电站系统接入方式与拓扑关系的影响，主站当中先要对新能源电厂进行合理划分，接着实施二级电压协调控制。这一方法在地区电网220kV主网当中能找到新能源电场升压主线，基本控制原则为实施二级电压控制。子站在确保自身电压符合实际标准的情况下，与二级电压控制保持在同一个方向。
具体而言，拓扑类型主要可以划分成以下2种：若升压站中高压母线同时能够拓扑到220kV的主网当中，就可以将升压站当中的高压端母线当做主要的控制目标;若升压站当中不包含高压母线，那么可以利用拓扑方式搜索升压站高压母线。
在完成拓扑搜索区域划分时，主站需要先以网络拓扑为主要基础，结合升压站出线与地区电网结构相连，同时对其进行区域划分;检查控制目标电压是否在标准范围内，电压越线期间应该采取适当方法进行校正，确保有功的条件下，控制母线电压在合理的范围;在无功不足的情况下，要防止母线电压越线。确保目标没有越线，并与区域中的二级电压控制相结合，结合区域中的电压现状对当前的电压进行适当的调节。二级电压控制应采取裕度调节法，主站在进行无功控制期间，需要对裕度值进行合理排序，进而实现对序列的合理化调控，确保调节成效符合实际标准。若要对区域电压进行上调，应先对裕度较大的控制母线电压进行适当调节，对于裕度较小的母线电压可以保持其数值不变;若要对区域电压进行下调，则应对下调裕度较大的母线电压进行适当调节，对于下调裕度小的母线电压进行调节时，可以先保持其数值不变;若不需要对区域电压进行调控，则要对不同控制母线进行裕度调节，确保其调节方向符合实際调节要求。
结语：综上所述，将新能源应用到地区电网无功电压协调控制中取得了明显的成效，文章以新能源电厂无功电压分布与调度分级管理为基础，给出了一种AVC无功电压协调控制方法，同时阐述了这一方法的原理与应用。在现场使用中，这一方案可以对新能源电场无功与电压波动情况进行合理化约束，促使电网潮流不断更新，最终确保了电网的安全稳定运行。
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作者简介：吕福云（1975-）， 女，高级工程师，本科，从事电网无功专责工作。