张家口地区风电场无功电压控制

内蒙古电网风电场(光伏电站)自动电压控制系统(AVC)管理规定为保证内蒙古电网电压稳定运行，规范风电场(光伏电站)自动电压控制系统管理工作，特制订本办法。

1总体要求1.1接入内蒙古电网的风电场(光伏电站)应按照接入电网技术要求配备AVC 子站装置，接受调控中心(地区调度)AVC主站系统的实时闭环控制，风电场(光伏电站)所有无功电源(包括无功补偿装置、风力发电机组/光伏逆变器)及接入电网的主变压器分接头均应参与电网无功电压自动控制。

1.2新建风电场(光伏电站)投产时要同步具备AVC功能；已投产风电场(光伏电站)，要逐步改造具备AVC功能。

新建风电场(光伏电站)并网前应完成AVC 子站设备与调控中心(地区调度)AVC主站系统的信号对调工作，并网后一个月内应完成与调控中心(地区调度)AVC主站系统的闭环联调工作，并向调控中心(地区调度)上报联调报告，经审核满足要求后投入闭环运行。

1.3风电场(光伏电站)应建立AVC子站设备技术档案，包括产品使用和维护说明书、图纸、出厂检验记录和合格证、安装调试检验报告、现场调试报告、闭环联调报告、设备定值清单和运行维护记录等，并报调控中心(地区调度)备案。

2 接入划分及专业管理分工2.1升压站高压侧母线为220kV及以上电压等级的风电场(光伏电站)，其AVC 子站接入调控中心AVC主站并闭环运行；升压站高压侧母线为110kV及以下电压等级的风电场(光伏电站)，其AVC子站接入地区调度AVC主站并闭环运行。

2.2调控中心(地区调度)系统运行专业是风电场(光伏电站)AVC系统的运行管理部门，负责指导和督促风电场(光伏电站)落实AVC工作，对AVC运行结果进行分析、考核，对运行参数和定值进行审核。

调控中心(地区调度)自动化专业负责与AVC子站的调试试验和运行维护工作，并对子站设备进行考核工作。

3 AVC子站定值管理AVC子站定值由风电场(光伏电站)在满足调度和装置性能要求的前提下自行制定并报调控中心(地区调度)备案。

风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究摘要：文章对风力发电系统的发展现状、特点和运行中的问题进行分析和介绍，并对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行探讨，通过试验分析策略的有效性。

关键词：风电场；电压无功协调控制；低电压穿越1引言在全球能源危机和环境恶化不断加剧的形势下，我国在进行能源结构调整、开发风能、水能等可再生清洁型能源的同时，也提出了在各个行业进行节能减排的号召。

而对于风电企业来说，目前风电场建设的规模、数量和装机容量在不断增加，且风力发电技术的技术含量较高，风力发电技术在快速发展的同时，也暴露出许多由于缺少低电压穿越能力而引起的脱网事故等影响其运行稳定性的问题，严重影响着风电场并网发电的稳定性和供电服务质量，所以风电场运行的安全性和稳定性成为电力行业对风电场关注的重点，本文主要对风电场电压无功协调控制与低电压穿越问题进行研究，以期提高风电场并网运行的安全与稳定。

2风力发电系统概述近年来，尤其是进入本世纪以来，风力发电逐渐成为世界诸多国家的可持续发展战略的重要组成部分，尤其是近几年以来，全球风电产业飞速增长，以欧洲各国以及美国等发达国家为例，其风电发展已经成为重要的战略目标，风电装机容量以及单机容量都呈增加趋势。

而我国的风能资源极其丰富，进入本世纪以来风电装机容量每年都以超过100%的增长速度飞速增长，目前已经成为累积和新增风电装机容量和单机容量最多的国家。

总结其发展情况具有以下特点：一是风电企业的整体规模在不断扩大，而且在所有的发电形式中所占的份额在不断增长；二是风电装机单机容量呈递增趋势；三是以我国为例，我国的风力发电行业正在向着商业化和稳定化方向发展，并且由于海风具有稳定性高、抗干扰性强、风能储量大等优点逐渐成为风电开发的热点；四是风电开发的成本较高，但是目前随着风力发电技术的发展而逐渐降低，而且其风力发电企业的运营成本较其他发电形式要低很多。

但是在风电场的运行过程中，由于电网失压或风电自身中存在的低电压穿越、无功补偿和变流器故障等问题，容易导致风电场在并网运行中出现脱网事故，所以为了确保其运行的稳定性，通常采用桨距失速调节技术、主动失速调节技术、变桨距调节技术和变速恒频技术等对风电机组进行控制，但是由于其并网结构较为薄弱且自动控制技术较低，容易出现风电机组由于缺乏低电压保护而出现各类事故的问题，所以需要对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行研究。

张家口地区风电场无功电压控制王双;周鑫;常晓慧【摘要】随着张家口地区风电场的大规模接入,地区电网的电压问题越来越突出,因此引入自动电压控制系统(Automatic Voltage Control,AVC),实现风电场与变电站的协调控制、主变分接开关调节次数最少和电容器投切合理、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】4页(P34-37)【关键词】风电场;无功电压;控制【作者】王双;周鑫;常晓慧【作者单位】张家口供电公司,河北张家口075000;张家口供电公司,河北张家口075000;张家口供电公司,河北张家口075000【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言在风电高发时段，220 kV母线电压越下限情况严重，而风电小发时段，电网又存在电压严重偏高的现象，给电网的稳定运行带来极大威胁。

由于风电场的无功电压管理水平有限，且单个风电场调压很难实现全网电压优化，因此在风电场的无功电压控制方面，应从全网考虑，进行无功电压的统一协调管理。

AVC系统是通过采集全网各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算的，在电网与设备安全运行的前提下，以各节点电压合格、网调关口无功或功率因数为约束条件，实现无功补偿设备合理投入和无功分层就地平衡与电压稳定。

张家口地区AVC系统除实现AVC系统的常规功能外，又根据张家口地区风电场较多的特点，将风电场SVC引入AVC系统控制中，实现风电场与风电场之间的SVC协调控制、风电场与系统内变电站的协调控制、风电场内部多个SVC之间的协调控制等功能。

目前，SVC设备参与AVC控制在我国尚无先例，张家口地区风电场的SVC设备接入控制具有典型示范意义，为后续的大规模风电场接入电网自动电压控制积累重要的实践经验。

1 指标体系及目标值通过无功电压控制系统AVC对相关变电站电容器、电抗器、变压器分接头位置以及对风电场SVC的协调控制，满足系统电压合格率、功率因数的指标要求。

风电并网技术标准（征求意见稿）编制说明1第一章“范围”的说明第1.0.3 条对于目前尚不具备低电压穿越能力等技术要求且已投运的风电场及风电机组，在影响电网安全稳定运行情况时，须参照本标准实施改造。

第三章“术语”的说明1、第3.0.3 条本技术标准提出了风电有效容量的概念。

根据统计结果，东北电网已投运风电场出力在40%装机容量以下的概率达到了95%；西北电网中甘肃酒泉地区风电场（总装机为 5160MW）出力在80%装机容量以下的概率达到了95%；内蒙电网的风电出力在60%装机容量以下的概率达到了95%；张家口地区风电场出力在地区风电装机容量75%以下的概率为95%；张家口某一风电场（装机容量为30MW）出力在风电装机容量90%以下的概率为98%。

风电有效容量应根据风电的出力概率分布，综合考虑系统调峰和送出工程，使系统达到技术经济最优来确定。

风电有效容量的确定考虑因素较多，计算复杂，根据对东北、西北、华北地区的研究，暂提出风电场有效容量和风电基地有效容量的选取建议值：对于单个风电场而言，根据风电场出力特性，在某一出力值以下的累积概率达到95％～100％时，建议选择这一出力值为风电场有效容量。

2 对于风电基地而言，根据风电基地出力特性，在某一出力值以下的累积概率达到90％～95％时，建议选择这一出力值为风电基地有效容量。

2、第3.0.4 条和第3.0.8 条关于“并网点”和“公共连接点”的定义。

图1 中以1 个接入220kV 电网的风电场为例进行“并网点”和“公共连接点”的说明。

图１“并网点”和“公共连接点”图例本定义仅用于本技术标准，与产权划分无关。

第四章“风电场技术规定”的说明 1、第4.1 节风电场接入系统66kV 220kV并网点公共连接点3本技术标准提出用风电有效容量来选择风电场送出线路导线截面和升压变容量，使系统达到技术经济最优。

2、第4.2 节风电场有功功率风电场有功功率控制目的：在电网特殊情况下限制风电场输出功率控制风电场最大功率变化率3、第4.2.2 条本技术标准提出了在风电场并网以及风速增长过程中，每分钟有功功率变化率不超过2%～5%的要求。

风电AVC电压无功控制系统及AGC功率控制系统在风电场的有效运用摘要：在各种新能源中，风力发电非常重要，而且已经形成一定的规模。

当前风力发电容量持续增长，电力部门对风力发电提出了更高的电能质量要求，同时对于不足之处采用科学有效的控制措施解决，本论文着重于研究风电AVC电压无功控制系统及AGC功率控制系统在风电场的有效运用。

关键词：风电；AVC电压无功控制系统；AGC功率控制系统；风电场；有效运用引言现在各个国家对各种先进的能源技术进行开发，不断转化能源使用结构模式，将不可再生资源使用量控制在最低。

我国是发展中国家，虽然有丰富的能源，但是不可再生能源依然面临枯竭，而且使用中释放大量污染物，不符合绿色发展要求。

风力发电技术应运而生，因地制宜地将风能合理应用，并且引进先进技术开发使用，不仅创造较高的价值，而且还具有环保价值。

一、系统基本介绍（一） AVC电压无功自动控制技术风电场投入AVC（自动电压控制）之后，可以对电压自动调整，具体的方法就是将母线电压值设定好之后，据此进行调节，开展这项工作中也可以按照中调给定无功功率进行，或者基于电压曲线作为依据调节。

具体的方法是，将电压远程调节目标值输入之后，设定好参数，就可以自动控制无功功率。

AVC电压无功自动控制系统运行的过程中，可以对多个对象进行控制，除了风电机组之外，包括分接头以及SVG都可以得到有效控制。

所有被控制的对象都安装有功能投切软压板，其作为配套软件中所安装的一个功能控制开关，对于远程控制起到支撑作用，同时还能够实时指定是否参与有功控制或者无功控制，可见，AVC电压无功自动控制技术发挥重要的作用。

该技术的应用过程中，就是对母线电压、母线无功等实时产生的数据信息进行收集，将电厂侧的电源内部电阻计算出来，此时，还要观察电源接入点向电源侧所呈现出来的阻抗情况，明确阻碍电流所产生的影响，之后通过系统阻抗以及设定的目标电压值，就可以将目标电压值设定出来，之后从母线向电网无功功率注入，确保电压在短时间内回复，促使直流母线电压维持在稳定状态。

风电场无功电压控制分析【摘要】风电发展迅猛，但大量风电机组直接接入电网，是对电网安全运营、电能质量保证的重大挑战。

其引起的无功电压问题日益受到关注。

风电场有功出力波动较大，风电场电压波动大，难以满足电网的电压要求，而且各风电场间及与风电汇聚站间彼此缺乏协调，严重时还会导致大规模风机脱网。

需要有一个自动电压控制系统充分利用风电场的风电机组和动态无功补偿装置来对风电场的电压整体调控。

【关键词】风电场；电压控制；无功补偿；静止无功发生器（SVG）；晶闸管控制电抗器（TCR）；磁控电抗器（MCR）；风力发电机组引言近年来，风电行业以一种前所未有的速度迅猛发展。

根据国务院《可再生能源中长期发展规划》，至2020年风电装机将达到1.5亿千瓦。

风力发电自身固有的间歇性特点使风电场有功出力波动较大，且未来时刻的发电功率具有一定不确定性，给电网运行带来极大挑战，其引起的无功电压问题日益受到关注。

根据GB/Z19963—2005《风电场接入电力系统技术规定》的要求，风电场一般均配置一定容量的无功补偿装置，包括可投切电容电抗器、静止无功发生器（SVG）和静止无功补偿器（SVC，其中有晶闸管控制电抗器（TCR）及磁控电抗器(MCR)）。

目前风电接入电网出现了两个特点：（1）单个风电场容量增大；（2）接入电网的电压等级更高。

但风电基地一般都地处电网末端，输电距离远，电压等级高，缺乏强大火电支撑，而增加的风电接入容量与更高的电压等级使得电网受风电影响的范围更广，也使风电接入后的电压控制问题更加突出，主要表现在：（1）缺乏就地控制，风电场电压波动大，难以满足电网的电压考核要求。

（2）各自为政，缺乏协调，严重时导致大规模风机脱网。

随着风电的飞速发展，相关的政策、技术标准也随之出台，现摘取《风电场接入电力系统技术规定》有关无功电压方面的一些具体要求。

风电场的无功电源包括风电机组及风电场无功补偿装置。

风电场要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力。

风电场无功功率／电压控制与管理问题探讨作者：艾斯卡尔刘少宇王海龙朱斯来源：《风能》2014年第09期随着风电比例的日益增长，如中国酒泉地区、新疆哈密地区等风电场群大规模集中接入电网并高电压远距离外送案例的不断增加，风电在电力系统中的“地位”在发生变化，风电对电网的影响已经不可忽视，其中风电场的无功功率/电压控制问题尤为突出，电压控制问题影响着整个区域电力系统的安全稳定性和区域电网的运行经济性。

目前市场上流行的风电机组都具备一定的无功调节能力，大多数风电场在其主变低压侧配置了集中型无功功率补偿装置，并实现了风电场的电压控制/无功功率平衡。

目的是为了应对系统安全/稳定运行要求和电网标准规定，同时减少网损。

国家标准GB/T 19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》明确规定：“风电场要充分利用风电机组的无功容量及无功调节能力”。

可见，结合风电场无功功率调节现状与需求，让风电机组参与电网的电压/无功功率调节以此增强风电场的电网适应性势在必行。

本文从直驱风电机组单机的无功调节性能出发，结合笔者相关的工作经验，探讨了风电场风电机组无功功率/电压控制与管理方面存在的一些问题，最终分享了一种最新的风电场无功功率和电压管理平台的开发运行经验。

直驱风电机组无功电压控制及存在的问题一、基本原理直驱风电机组输出的全部功率通过同等容量的交-直-交变流器注入电网，即通过全功率变流器并网，实现了变流器电机侧和电网侧的频率/电压解耦，风电机组的并网电气特性独立于发电机，因此风电机组的并网特性主要由变流器电网侧的技术性能决定。

另外，变流器采用了矢量控制技术，风电机组具备了电网侧有功功率和无功功率的解耦控制特性。

其电网侧控制原理图如图1所示。

二、直驱风电机组无功功率调节能力GB/T 19963-2011明确规定：“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”。

因此直驱风电机组也具备了在额定功率、额定频率下，当电网侧电压在90%-110%额定电压之内时，超前0.95-滞后0.95的范围的无功功率调节能力。

风电场电压控制目标风电场的电压控制目标是确保风电机组的电网接入点电压在稳定的范围内运行。

通过对电网电压进行监测和调节，可以保证风电场的安全运行，提高其发电效率和可靠性。

风电场的电压控制目标是保持电网的电压稳定。

电压稳定性对于电能传输和电力设备的正常运行非常重要。

风电场作为可再生能源发电方式之一，其电网接入点所在的供电网络需要保持稳定的电压水平，以便风电机组能够高效地输送电能到电网中。

如果电压不稳定，不仅会影响风电场的发电能力和电网的运行稳定性，还可能导致电力设备的损坏甚至故障。

风电场的电压控制目标是确保在风电场与电网之间的电压差异在可接受的范围内。

由于电网中的电流和功率变化非常复杂，风电场的电压与电网之间往往会存在一定的差异。

过大或过小的电压差异都会对电能传输和系统稳定性造成影响。

因此，风电场需要进行电压控制，使得电网中的电压差异能够在可接受的范围内。

这可以通过在电网接入点安装电压调节器等设备来实现，确保风电机组所产生的电能被平稳地输入到电网中。

风电场的电压控制目标还包括提高电网的电压质量。

电压质量是指电网电压的稳定性、纹波及谐波等指标。

风电场与电网的密切耦合关系，使得其电压质量直接影响整个电网的质量。

因此，风电场需要对电压进行监测和控制，以确保电压的稳定性和纹波指标满足电网规定的要求。

同时，通过采取合适的滤波和逆变技术，可以降低电网中的谐波水平，提高电压波形的质量。

风电场的电压控制目标还包括提高风电场的发电效率。

电压控制可以通过调节风电机组的功率输出来实现。

通过监测电网电压，风电场可以实时调整发电机组的输出功率，以维持电网电压在合适的范围内。

这种电压控制方式可以提高风电场的利用率和发电效率，同时减少对电网的负荷。

总而言之，风电场的电压控制目标是为了保持电网的电压稳定，确保电网与风电机组之间的电压差异控制在可接受范围，并提高电网的电压质量和风电场的发电效率。

这些目标的实现需要通过监测和调节电压，使用适当的设备和技术来实现。

张家口电厂机无功振荡情况分析Revised by Hanlin on 10 January 2021张家口电厂7号机无功振荡情况分析一．事故经过2007年7月5日01:30左右张家口电厂7号机组发生40—90Mvar无功摆动，频率0.1Hz左右，无功振荡时间约2分钟，在此期间正好遇上机组汽机试验，机组有功负荷按预定速度减小。

二．事故分析根据电机理论，当机组有功出力减小且AVR给定值不变时，由于电枢反应的去磁作用减小，机组无功会自动增加，即机端电压有上升趋势，为保证端电压恒定，AVR的行为是减少励磁电流；若有功变化速度较快，还要考虑PSSIA的反调作用，这种反调作用在有功快速降低初期是增磁效果，而过了短暂时间后则是较快速的减磁效果，因此分析故障期间的录波图可知，在机组减负荷期间，AVR的综合行为是降低机组励磁电流；但是由AVC装置自动记录的事件情况表明：在01：30：20时AVC发出700ms的增磁指令，正是这增磁指令破坏了励磁系统本身的协调运行！因为AVR的综合行为是降低其自身的输出，却收到了不正确的增磁指令，使得内部PT反馈电压失去了稳定的参考基准值，一方面AVR比较输出要求降低励磁，另一方面其给定值又在AVC指令下要求增磁，于是发生了无功振荡。

可以认定AVC是导致本次无功振荡的强迫功率源。

7月9日的无功振荡情况也大致如此，由录波图可见，在2：40～43AVR 有两次正确的动作行为，且和有功的变化趋势有正确的对应关系(详见下图1、2)。

2007年3月对哈尔滨电机厂生产的AVR进行检测，在进行低励限制环节实验时，发现由于低励限制特性不好，导致重复修改电压给定值（增加速度与减小速度相差数倍），在进行-10%阶跃后三机系统甚至出现电压和无功振荡，无功功率振荡周期为0.1Hz左右，振荡幅度为-110MVAR~15MVAR,有功功率波动幅度很小，为290~309MW，与张家口电厂7#机无功振荡情况接近。

***风电场项目风电场电压无功控制系统（A VC）技术规范书招标人：招标代理机构：设计单位：二〇一三年三月1总则1.1本技术规范适于自动无功补偿装置及其附件的技术要求，它提出了该装置及附属设备的功能设计、结构、制造、性能、安装和试验等方面的技术要求。

所采用的标准和规范（包括附件）应为合同期间的最新有效版本。

当参照的规范和标准与本技术协议存在明显冲突时，卖方应向买方指出冲突之处并取得买方的书面意见。

1.2 买方在本技术协议中提出的仅为最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。

AVC子站开发建设单位应提供符合国家和有关行业最新版本的标准和完全满足本技术协议书所规定要求的产品和相应的技术服务。

如卖方根据自身判断，并经买方同意，认为采用更好或更为经济的材料可实现所供设备的成功连续运行，则其设计可超出相应标准和规范中的规定要求。

1.3 卖方提供的主设备、附件、备品备件、外部油漆等材质必须满足本工程所处地理位置、环境条件的要求。

1.4 技术协议签订后15天内，按本协议要求，卖方提出合同设备的设计﹑制造﹑检验/试验﹑装配﹑安装﹑调试﹑试运﹑验收﹑试验﹑运行和维护等标准清单给买方确认。

1.5 A VC子站要满足未来扩建建设，要有预留接口。

1.6 A VC子站要满足风场开放风机本身无功补偿能力的需要,预留接口。

1.7配合买方对SVG\SVC招标工作,对SVG\SVC选型提供合理建议，满足A VC控制要求1.8 如果卖方没有以书面形式对本技术协议的条文提出异议，则意味着买方提供的设备完全符合本技术协议的要求。

1.9 本设备技术协议所使用的标准如遇与买方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。

如投标方根据自身判断，并经招标方同意，认为采用更好或更为经济的材料可实现所供设备的成功连续运行，则其设计可超出相应标准和规范中的规定要求。

1.10 本设备技术协议经买卖双方确认后作为定货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。

风电场两种SVC原理及应用金言;段振坤;范华【摘要】随着国家鼓励使用可再生能源和新能源的政策颁发,张家口地区风电容量越来远大,风电场也越建越多.比较了目前应用较多的两种静止无功补偿装置即TCR 型SVC和MCR型SCV的工作原理和技术特点.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】3页(P30-32)【关键词】无功补偿;SVC;风电场【作者】金言;段振坤;范华【作者单位】张家口供电公司,河北张家口075000;张家口供电公司,河北张家口075000;张家口供电公司,河北张家口075000【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言如何应对气候变化，实现可持续发展已成为全球电力行业关注的焦点和变革的主要推动力。

为了防止全球气候产生灾难性的和不可逆转的破坏，人类社会必须选择低碳经济模式，鼓励使用可再生能源和新能源。

张家口地区有着丰富的风能资源，风力发电已经具有一定的规模。

目前，风力发电机常用异步发电机。

异步发电机在向电网提供有功功率的同时也要向系统吸收一定的无功功率，满足转子漏磁和励磁电流的需要，维护风电机组的正常运行。

在电网故障时，由于发电机加速，导致风电机吸收无功功率的增加，进一步降低了电网电压的稳定性。

正常运行时，风电场对无功功率的需求较大，会导致接入风电地区电压的稳定性降低。

在系统故障期间，更需要吸收大量的无功功率来完成电压的恢复，因此从系统稳定的角度讲风电场都必须装有无功补偿装置。

近年来发展的静止型动态无功补偿装置(static var compensator简称SVC)是一种快速调节无功功率的装置，被广泛应用在风电场。

SVC将电力电子元件引入传统的静止无功补偿装置，从而实现了快速、连续平滑的调节无功补偿。

其可以看成是电纳值能调节的无功元件，以控制信号来控制所需的电纳，依靠电力电子器件开关实现无功调节。

目前在国内风电场应用较多的为两种型式的SVC。

一种为 TCR型 SVC，一种为MCR型SCV。

张家口电网冬季电压控制浅论
于磊;王桂平;刘伟
【期刊名称】《华北电力技术》
【年(卷),期】2009(000)007
【摘要】电压质量反映电力企业的管理水平,无功电力平衡是保证电压质量的基本条件,由无功分层、分区、分散平衡的特点所决定的电力系统无功电压管理是一个系统工程.简要介绍张家口冬季电网无功、电压管理的调整方法,阐明了正常方式下无功电压的控制原则,提出了实际运行时的注意事项及控制措施.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】于磊;王桂平;刘伟
【作者单位】张家口供电公司,河北张家口075000;北京华联电力工程监理公司,北京100053;张家口供电公司,河北张家口075000
【正文语种】中文
【中图分类】TM714.2
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