如何構建 ？電壓源型新能源場站

隨著新能源的快速發展，冀北清潔能源基地已形成大規模新能源開發與遠距離匯集外送的格局。然而，由于缺乏常規支撐電源，系統面臨短路電流支撐不足、暫態工頻過電壓、短時及長時電壓穩定等問題，嚴重制約了新能源送出能力。現階段，提升新能源場站的電壓支撐能力需求最為迫切，亟需構建電壓源型新能源場站，建立全過程電壓支撐體系，確保系統具備足夠的電壓支撐強度，從而有效提升大規模新能源交流匯集外送能力。

目前，冀北清潔能源基地新能源總裝機已突破8000萬千瓦，新能源裝機占比超 75.8% ，居全國首位。已率先進入破解大規模高比例新能源安全穩定送出問題的“無人區”。

然而，新能源機組短路容量支撐能力較弱，導致配套交流通道實際送出能力遠低于設備額定設計能力，送出瓶頸問題突出。為突破這一限制，亟需構建具備電壓源特性的新型新能源場站，為系統提供全頻段、全過程的電壓支撐。國家電網公司新型電力系統行動方案明確要求在張家口可再生能源示范區探索“新能源 + 調相機”發展模式，為冀北公司構建電壓源型新能源場站的技術路線提供了實踐基礎。

構建電壓源型新能源場站，需要在理論基礎、控制技術、設備研發與選型等方面解決一系列問題。一是電壓源型新能源場站支撐能力需求不明確，缺乏量化評估方法；二是電壓源型新能源場站在提升系統電壓穩定性的同時，是否會引入新的穩定風險，失穩機理尚不明確、穩定控制措施缺失；三是如何充分發揮新能源場站內分布式同步調相機的電壓源作用，解決場站內電壓源型與電流源型設備的協調控制難題，是實現全過程電壓支撐能力的關鍵；四是如何利用靜止調相機、電壓源型SVG、構網型儲能等新技術新設備，完善構建電壓源型新能源場站技術路徑。

新型電力系統網源協調技術攻關團隊聚焦新技術、新業態，打造面向新型電力系統的網源協調技術體系。團隊突破了構建電壓源型新能源場站基礎理論、關鍵技術、控制裝備研制和系統運行等難題，取得了一系列重要進展。

創新構建電壓源型新能源場站理論。解析暫態過電壓與短路比指標的量化關系，提出新能源場站全頻段電壓支撐強度量化指標，分析了電壓源支撐設備功角失穩機理及影響因素，為分布式調相機、靜止調相機等裝備的研制和工程應用奠定了理論基礎。

發明了構建電壓源型新能源場站提升交流匯集送出能力關鍵技術。提出滿足暫態過電壓和短路比約束的短路容量需求評估方法、暫態功角穩定機組附加控制技術、具有全頻段電壓源特性的新能源場站電壓協調控制策略，提升了電壓源型新能源場站穩定運行能力。

研制了分布式調相機接入新能源場站的成套軟件和裝備，包括分布式調相機優化配置分析軟件、新型暫態穩定勵磁控制器、支撐多類型無功源接入的新能源場站AVC裝置，為基于分布式調相機構建電壓支撐型新能源場站提供了解決方案。

建立了含分布式調相機新能源場站的協調運行控制系統。提出考慮在線短路比和暫態過電壓約束的交流匯集系統運行優化技術，開發了考慮分布式調相機多點、分散接入的新能源匯集區域協同調控系統，實現了基于調相機實時運行狀態的場站出力精細化控制。

構建電壓源型新能源場站可以解決新能源多場站短路比、暫態過電壓對新能源外送能力的制約問題，對探索新型電力系統電源構建方案具有推動作用。研制分布式同步調相機、靜止調相機、電壓源型SVG、構網型新能源/儲能等新設備，可推動相關設備制造產業升級。推廣“新能源 + 調相機”的可持續源端范式，建立“誰投資、誰受益”的經濟安全運行機制，可為構建基于調相機的電壓源型新能源場站提供可持續發展運營環境，亦為其他技術途徑構建電壓源型新能源場站提供可借鑒的實踐樣板。相關成果可直接應用于“沙戈荒”新能源基地送出系統建設。■