關于雙遼風電場AGC、AVC改造的探討

張輝

摘要：按照國網吉林電力調度控制中心下發的《“AGC 可用功率準確率”考核指標說明》及《“兩個細則”AGC 月可用率的計算說明》，雙遼風電場現有AGC、AVC裝置運行指標不滿足相關要求，導致公司受到電網考核。同時由于歷史原因，未配置AVC 裝置。本次通過有功功率及無功功率控制系統改造，滿足省調AGC運行指標要求，同時增加AVC裝置。

關鍵詞：風電場;有功功率控制;無功功率控制

引言

省級調度直調的風電場應具備AGC功能（指發電機組在規定的出力調整范圍內，跟蹤電力調度指令，按照一定調節速率實時調整發電出力，以滿足電力系統頻率和聯絡線功率控制要求的服務）。同時，并網發電廠應按照調度運行要求裝設AVC（自動電壓控制）裝置。由于國網吉林電力調度控制中心今年開始實施AGC、AVC指標考核，對風電場AGVC裝置的運行指標提出了更高的要求，需要對現有系統實施改造，通過改造，淘汰運行多年的老舊裝置，確保運行指標滿足調度要求。

一、國網吉林電力調度控制中心下發的《“AGC可用功率準確率”考核指標說明》及《“兩個細則”AGC月可用率的計算說明》

1、“AGC可用功率準確率”考核指標說明（發布時間2021年3月18日）：

為了加強新能源場站AGC管理，省調開發了“AGC可用功率準確率”評估功能，并將定期發布評估結果。

計算公式如下：

其中：

PE為可用電量的日準確率;

EM為當日新能源場站非限電時段實際發電量;

ET為當日新能源場站非限電時段可用電量;

請各單位做好AGC數據管理工作，省調將擇期對該指標進行考核，具體日期另行通知。

2、“兩個細則”AGC月可用率的計算說明（發布時間2021年5月31日）：

2021年5月起，省調水新處根據“兩個細則”對新能源AGC管理進一步細化。其中，“AGC月可用率”的具體計算公式如下：

AGC月可用率=AGC投入率×0.75 + AGC可用功率準確率×0.25

按照上述兩個說明中的計算公式計算出來的結果，風電場可用電量的日準確率應不小于97%，風電場AGC月可用率應達到98%。雙遼風電場9月份日平均準確率為74.26%，9、10月份發生多天AGC退出運行的情況，不符合運行指標要求。

二、改造具體方式

1、雙遼風電場兩臺800WS功率優化控制裝置對下接入：歌美颯風電集群數據（使用以太網通訊）、金風風電集群數據（使用以太網TCP-MODBUS規約）;國電南自遠動轉出的部分升壓站數據（使用以太網104規約）;山東泰開SVG數據（使用485線接入智能通訊單元進行規約轉換后轉出104規約）。

2、800WS功率優化控制裝置對上轉出：主（備）機數據上送調度數據網（使用以太網104規約）。

通過改造，提高功率控制裝置性能以及與風機服務器的數據傳輸準確性、合理性。

三、改造后AGC應實現的功能

風電場能夠接收并自動執行電力系統調度部門發送的有功功率及有功功率變化的控制指令，確保風電場有功功率及有功功率變化按照電力系統調度部門的給定值運行。當風電場有功功率在總額定出力的20%以上時，要求場內所有運行機組能夠連續平滑調節，并能夠參與系統有功功率控制。風電場1min和10min有功功率變化限值應當滿足電力系統安全穩定運行的要求，其限值應根據所接入電力系統的頻率調節特性，由電力系統調度部門確定。風電場應具備緊急控制功能。根據電力系統調度部門的指令快速控制風機輸出的有功功率，必要時可通過安全自動裝置快速自動切除或降低風電場有功功率。

有功功率控制系統應具備數據采集和控制功能，實時監測風電場上網功率，并根據調度中心主站分配的出力計劃控制風電場出力。

（1）數據采集功能。有功功率控制系統宜通過風電機組監控系統獲得風電機組信息。

（2）控制功能。有功功率控制系統宜通過風電機組監控系統調節風電機組出力。

根據不同的風電機組類型，有功功率控制系統實施不同的控制方式。

對支持限功率命令的變槳風電機組，執行遠程調節風機、啟動、停機命令。其控制策略為：

1）在風電場有功功率低于目標值時，自動提高風電場的實時功率，可以先通過啟動多臺機組，再將已限制功率的機組的實時功率進行提高來達到目標值;

2）在風電場有功功率高于目標值時，自動降低風電場的實時功率，可以先通過降低正處于發電狀態機組的實時有功功率，再通過停止多臺機組來達到目標值。

四、新增AVC應實現的功能

根據電力系統調度部門的指令，風電場自動調節其發出（或吸收）的無功功率，實現對并網點電壓的控制。風電場無功電壓控制系統的控制對象包括風電機組、無功補償裝置以及升壓變壓器分接頭三部分。宜結合實際情況，根據目標設定值對無功源進行協調控制。

依據實際控制對象和方式的不同，無功電壓控制系統可嵌入升壓變電站監控系統、風電機組監控系統，也可獨立設置。無功電壓控制系統應當能夠控制風電場并網點電壓在標稱電壓的97%～107%范圍內（公共電網電壓處于正常范圍內時）。

風電場首先要充分利用風電機組的無功容量及其調節能力;當風電機組的無功容量不能滿足系統電壓調節需要時，可調節無功補償裝置。無功補償裝置的調節速度和控制精度應能滿足電網電壓調節的要求。

（1）數據采集功能

無功電壓控制系統應采集（但不限于）如下信息：

1）風電場：單臺風電機組實時有功功率、無功功率、機端電壓、功率因數等。

2）升壓變電站：升壓變電站風電機組匯集母線電壓;風場并網線路的有功功率、無功功率、功率因數;匯集線路隔離開關位置信號等。

（2）控制功能

應依據電網的無功調整量和接入電網電壓的波動情況，整定其需調整的無功量，對整個風電場的輸出無功功率作統一規劃。風電場將規劃的無功調整量優先在各風電機組間進行合理地分配，使整個風電場能夠足量實現全場無功需求。

結論

改造后的AGVC裝置功能滿足上述各項要求，確保不因自身原因導致AGC不能投運，提高可用率指標。同時對風機服務器主控程序進行優化，包括對計算用的風速進行平均值處理，避免理論功率波動過快;對理論功率的變化率進行限制，更接近實際大慣量系統的特性等，提高風機服務器傳給AGC信息的準確性，確保AGC可用功率準確率運行指標滿足調度要求，不發生被考核的情況。

參考文獻

[1]《“AGC可用功率準確率”考核指標說明》及《“兩個細則”AGC月可用率的計算說明》.國網吉林電力調度控制中心，2021.

[2]潘爾生等.風電場電氣系統典型設計第一冊電力系統部分. 國家電網公司，2011.7