以并網點電壓和機端電壓平穩性為目標的風電場無功電壓協調控制

蔡游明，李 征，蔡 旭

(1. 上海交通大學 電子信息與電氣工程學院 風力發電研究中心，上海 200240；2. 東華大學 信息科學與技術學院，上海 201620)

0 引言

近年來，隨著世界能源格局的變化，新能源發電得到了迅猛發展。作為新能源主要發電形式之一的風力發電的入網比例不斷提高，對電網的影響已經不容忽視。其中，風電場并網的無功電壓控制是受到廣泛關注的問題。大型風電場由于空間分布廣、風速分布差異較大且場內集電線路較長，因而，當并網點(PCC)電壓控制在指令范圍內時，機端電壓仍可能相差較大，在某些外部擾動作用下，會存在部分機端電壓越界的現象，影響系統安全運行。因此，需要對機端電壓進行控制。

風電場的無功電壓控制可以從風電場和機組兩方面來進行，釋放機組的無功能力是首先被考慮的方案。目前，風電場大多配備了自動電壓控制(AVC)系統，可以接受上級調度指令，同時對機組實行無功指令控制。內容主要包括風電場無功需求整定、風電場無功指令分配、風電機組無功調節這3個方面。文獻[1-2]闡述了雙饋風電機組無功調節的機理，提出了針對風電場PCC電壓的控制策略，但由于風電場內模型進行了等值，無法反映場內線路參數分布特性對機端電壓的影響；文獻[3-4]對風電場無功需求整定進行了說明，介紹了風電場無功指令的離線控制與在線控制模式，但其是以風電場PCC電壓為單一控制目標；文獻[5-8]介紹了多種以雙饋機組的有功出力狀態為依據進行場內無功指令分配的方法，考慮了機組無功能力或者無功裕度，但都沒有計及機組出力對自身端電壓的影響，甚至加大了機組端電壓與額定電壓的偏移量；……