风电场自动无功电压控制技术培训方案
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– 当公共电网电压处于正常范围内时，风电场应当 能够控制风电场并网点电压在标称电压的97％～ 107％范围内。
– 风电场变电站的主变压器宜采用有载调压变压器
13
风电场自动无功电压控制技术培训方案
风电区域自动电压控制总体模式
采用分级控制的总体模式
将问题分解为两个子问题：电网主站控制问 题, 子站控制问题
t(s)
Ø连锁脱网过程：2秒 Ø涉及风场数量：10座 Ø脱网总负荷：1000MW Ø电压变化：20~40kV Ø最高电压：262kV
某区域2011年典型脱网过程（PMU数据）
7
风电场自动无功电压控制技术培训方案
风场220kV侧电压(kV)
连锁脱网的机理仿真(1)
• 仅投入电容器，SVC和风机不发无功
14
风电场自动无功电压控制技术培训方案
电网调度AVC主站控制模式
PCC点
• 考虑本区域所有间歇能 源场站无功调节能力， 以及本区域内常规无功 电压调节手段，进行区 域电压控制计算。
• 向风电场下发高压侧母 线电压设定值。
– SVC和风机采用定电压控制（AVC子站控制），各风场电压 在抵达最大值后逐步降低至稳定水平
9
风电场自动无功电压控制技术培训方案
间歇能源的无功控制问题总结
• 间歇能源场站目前的电压调节以传统电容器和SVC为 主，难以满足各种运行方式下的无功支撑，并带来 电压引起的连锁脱网问题。
– 间歇能源场站内部的多种无功设备（SVC装缺置乏，电自容律电性抗，
12
风电场自动无功电压控制技术培训方案
国标GB/T19963-2011（2）
• 风电场电压无功控制
– 风电场应配置无功电压控制（AVC）系统，具备无 功功率调节及电压控制能力。根据电力系统调度 机构指令，风电场自动调节其发出（或吸收）的 无功功率，实现对风电场并网点电压的控制，其 调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节 的要求
发展趋势
• 对间歇能源进行有功和无功自动控制势在必 行
– 《 GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规 定》 国家标准：2012年6月1日实施
– 《 GB/T 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技 术规定》国家标准： 2013年6月1日实施
11
风电场自动无功电压控制技术培训方案
风电场自动无功电压 控制技术培训方案
主要内容
问题背景和总体解决方案 风电场AVC子站技术规范 风电场AVC子站实施方案
总结讨论
2
风电场自动无功电压控制技术培训方案
主要内容
问题背景和总体解决方案 风电场AVC子站技术规范 风电场AVC子站实施方案
总结讨论
3
风电场自动无功电压控制技术培训方案
间歇能源的无功控制问题(一)
，导致在某些情况，由于各场站间电压控制 配合不合理，恶化电压问题。
u并网区域的“电压乱舞”问题 区域内多个场站缺乏协调快速无功控制 ，互相影响，造成并网区域电压波动剧 烈。
u电压引起的区域风机/光伏大规模脱网问
题
5
风电场自动无功电压控制技术培训方案
实际案例-电压乱舞
• 随着风电出力的增加，220kV母线的波动非常剧烈， 在10秒内电压波动均超过了5~6kV，最严重的情况在 2秒内电压波动超过5kV
t(s)
多风场连锁脱网事故中的电压变化曲线
265
255
245
WDS正序电压
QLS正序电压
235
HJZ正序电压
ZB正序电压
225
HD正序电压
LY正序电压
215
JX正序电压
YY正序电压
205
MC正序电压
BT正序电压
195 12.98 13.08 13.18 13.28 13.38 13.48 13.58 13.68 13.78 13.88 13.98 14.08 14.18 14.28 14.38 14.48 14.58 14.68 14.78 14.88 14.98 15.08 15.18 15.28 15.38
6
风电场自动无功电压控制技术培训方案
实际案例-连锁脱网
全风场有功出力(MW)
某风场基地连锁脱网过程曲线
180
160
140
120
QLS脱网
JX脱网
100 HD脱网
80
BT脱网
HJZ脱网
MC脱网
60
LY脱网
40
ZB脱网
YY脱网
20
电压诱导型 的风机大面
积脱网
0
WDS脱网 -20
12.98 13.08 13.18 13.28 13.38 13.48 13.58 13.68 13.78 13.88 13.98 14.08 14.18 14.28 14.38 14.48 14.58 14.68 14.78 14.88 14.98 15.08 15.18 15.28 15.38 15.48 15.58 15.68 15.78 15.88 15.98 16.08
双馈风机，光伏逆变器）缺乏协调配合。
– 以集中并网点为目标的间歇能源场站电压控制，不能满足 场站内各电源点的电压要控制求。
• 间歇能源场站之间、间歇能源场站与传统电厂/变电
站之间的无功电压缺乏统一调控。 缺乏协调性
• 总之，不能满足稳定接纳新能源并网发电的要求。
10
风电场自动无功电压控制技术培训方案
国标GB/T19963-2011（1）
• 风电场无功容量
– 风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补 偿装置。风电场安装的风电机组应满足功率因数 在超前0.95～滞后0.95 的范围内动态可调。
– 风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节 能力；当风电机组的无功容量不能满足系统电压 调节需要时，应在风电场集中加装适当容量的无 功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装置。
由于间歇能源本身 的无功控制能力未 充分发挥，过度依 赖电容器和SVC 随着有功出力的增 加，场站内线路的 无功需求及并网输 电线路的无功损耗 增大 并网区域的无功严 重不足，电压水平 和系统稳定裕度降 低
4Hale Waihona Puke Baidu
风电场自动无功电压控制技术培训方案
间歇能源的无功控制问题(二)
缺乏大规模间歇能源区域的总体AVC控制 各场站电压控制各自为政，缺乏统一协调
• 投入电容器和SVC，风机不发无功
8
风电场自动无功电压控制技术培训方案
连锁脱网的机理仿真(2)
• 退出电容器，SVC和风机发无功
– 利用风机和SVC发出无功，替换原先电容器提供的无功，在 故障点风机和SVC脱网后，这部分无功一同被切除，有效遏 制了由无功过剩导致的多风场内大片风机过电压连锁脱网。
– 风电场变电站的主变压器宜采用有载调压变压器
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
风电区域自动电压控制总体模式
采用分级控制的总体模式
将问题分解为两个子问题：电网主站控制问 题, 子站控制问题
t(s)
Ø连锁脱网过程：2秒 Ø涉及风场数量：10座 Ø脱网总负荷：1000MW Ø电压变化：20~40kV Ø最高电压：262kV
某区域2011年典型脱网过程（PMU数据）
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
风场220kV侧电压(kV)
连锁脱网的机理仿真(1)
• 仅投入电容器，SVC和风机不发无功
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
电网调度AVC主站控制模式
PCC点
• 考虑本区域所有间歇能 源场站无功调节能力， 以及本区域内常规无功 电压调节手段，进行区 域电压控制计算。
• 向风电场下发高压侧母 线电压设定值。
– SVC和风机采用定电压控制（AVC子站控制），各风场电压 在抵达最大值后逐步降低至稳定水平
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
间歇能源的无功控制问题总结
• 间歇能源场站目前的电压调节以传统电容器和SVC为 主，难以满足各种运行方式下的无功支撑，并带来 电压引起的连锁脱网问题。
– 间歇能源场站内部的多种无功设备（SVC装缺置乏，电自容律电性抗，
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
国标GB/T19963-2011（2）
• 风电场电压无功控制
– 风电场应配置无功电压控制（AVC）系统，具备无 功功率调节及电压控制能力。根据电力系统调度 机构指令，风电场自动调节其发出（或吸收）的 无功功率，实现对风电场并网点电压的控制，其 调节速度和控制精度应能满足电力系统电压调节 的要求
发展趋势
• 对间歇能源进行有功和无功自动控制势在必 行
– 《 GB/T 19963-2011 风电场接入电力系统技术规 定》 国家标准：2012年6月1日实施
– 《 GB/T 19964-2012 光伏发电站接入电力系统技 术规定》国家标准： 2013年6月1日实施
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
风电场自动无功电压 控制技术培训方案
主要内容
问题背景和总体解决方案 风电场AVC子站技术规范 风电场AVC子站实施方案
总结讨论
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
主要内容
问题背景和总体解决方案 风电场AVC子站技术规范 风电场AVC子站实施方案
总结讨论
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
间歇能源的无功控制问题(一)
，导致在某些情况，由于各场站间电压控制 配合不合理，恶化电压问题。
u并网区域的“电压乱舞”问题 区域内多个场站缺乏协调快速无功控制 ，互相影响，造成并网区域电压波动剧 烈。
u电压引起的区域风机/光伏大规模脱网问
题
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
实际案例-电压乱舞
• 随着风电出力的增加，220kV母线的波动非常剧烈， 在10秒内电压波动均超过了5~6kV，最严重的情况在 2秒内电压波动超过5kV
t(s)
多风场连锁脱网事故中的电压变化曲线
265
255
245
WDS正序电压
QLS正序电压
235
HJZ正序电压
ZB正序电压
225
HD正序电压
LY正序电压
215
JX正序电压
YY正序电压
205
MC正序电压
BT正序电压
195 12.98 13.08 13.18 13.28 13.38 13.48 13.58 13.68 13.78 13.88 13.98 14.08 14.18 14.28 14.38 14.48 14.58 14.68 14.78 14.88 14.98 15.08 15.18 15.28 15.38
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风电场自动无功电压控制技术培训方案
实际案例-连锁脱网
全风场有功出力(MW)
某风场基地连锁脱网过程曲线
180
160
140
120
QLS脱网
JX脱网
100 HD脱网
80
BT脱网
HJZ脱网
MC脱网
60
LY脱网
40
ZB脱网
YY脱网
20
电压诱导型 的风机大面
积脱网
0
WDS脱网 -20
12.98 13.08 13.18 13.28 13.38 13.48 13.58 13.68 13.78 13.88 13.98 14.08 14.18 14.28 14.38 14.48 14.58 14.68 14.78 14.88 14.98 15.08 15.18 15.28 15.38 15.48 15.58 15.68 15.78 15.88 15.98 16.08
双馈风机，光伏逆变器）缺乏协调配合。
– 以集中并网点为目标的间歇能源场站电压控制，不能满足 场站内各电源点的电压要控制求。
• 间歇能源场站之间、间歇能源场站与传统电厂/变电
站之间的无功电压缺乏统一调控。 缺乏协调性
• 总之，不能满足稳定接纳新能源并网发电的要求。
10
风电场自动无功电压控制技术培训方案
国标GB/T19963-2011（1）
• 风电场无功容量
– 风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补 偿装置。风电场安装的风电机组应满足功率因数 在超前0.95～滞后0.95 的范围内动态可调。
– 风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节 能力；当风电机组的无功容量不能满足系统电压 调节需要时，应在风电场集中加装适当容量的无 功补偿装置，必要时加装动态无功补偿装置。
由于间歇能源本身 的无功控制能力未 充分发挥，过度依 赖电容器和SVC 随着有功出力的增 加，场站内线路的 无功需求及并网输 电线路的无功损耗 增大 并网区域的无功严 重不足，电压水平 和系统稳定裕度降 低
4Hale Waihona Puke Baidu
风电场自动无功电压控制技术培训方案
间歇能源的无功控制问题(二)
缺乏大规模间歇能源区域的总体AVC控制 各场站电压控制各自为政，缺乏统一协调
• 投入电容器和SVC，风机不发无功
8
风电场自动无功电压控制技术培训方案
连锁脱网的机理仿真(2)
• 退出电容器，SVC和风机发无功
– 利用风机和SVC发出无功，替换原先电容器提供的无功，在 故障点风机和SVC脱网后，这部分无功一同被切除，有效遏 制了由无功过剩导致的多风场内大片风机过电压连锁脱网。