新能源场站网源协调技术问题研究

新能源场站网源协调技术问题研究

曾小勇

云南电网公司德宏供电局 云南省德宏州芒市 678400

摘要：解决新能源发电单元支撑能力差、抗干扰能力差等问题，提升新能源发电单元的涉网性，是建设新型电网的迫切需求。本文就新能源场站网源协调技术问题研究提出相关措施，为我国电网转型发展提供支持。

关键词：网源协调：新能源： 涉网试验：故障穿越

引言：随着世界范围内资源与环境问题的日趋严峻，我国已着手构建以新能源为主的新能源电力体系。从宏观角度来看，新型电力系统具有以新能源为主要特征，以传统同步机组为辅的特征，其特征是“高比例新能源、高比例电力电子设备”，这对传统电力系统的转型升级造成了很大的影响。

一、新能源场站网源协调技术管理问题

（一）新能源场站涉网测试标准现状

新能源发展初期所面临的电能质量不合格、电网适应性较弱、功率控制能力不足、低电压穿越能力缺乏等诸多技术问题，目前已通过有关标准的修改逐步得以解决。但是，由于新能源的安装和技术的迅速发展，新能源场站的并网管理体系还存在一些不够完善的问题。

1、相关的技术标准数目众多，一些标准的内容有交叉，一些标准所涵盖的内容不多

2、一些标准的修改时间很长，一些标准的技术内容很难与电网的需要相适应，如2012年颁布的 GB/T19964 《光伏发电站接人电力系统技术规定》中，缺乏有关高压穿越的有关要求，对频率适应的要求也不符合目前的电网的需要。

3、一些标准中所列的内容，很难在现场执行，很难保证在接入电网后的半年时间里进行检验，这对使用者的接受不利。

（二）涉网试验问题统计分析

1、电能质量问题

在新能源迅速发展的初期，电力质量问题曾是经常发生的，它会引起并网点谐波干扰，电压波动，甚至是闪变，这是由于早期的风电变换器和光伏逆变器的技术还不够成熟，技术要求还不够完备，因此，通过采用 GB/T 37408 《光伏并网逆变器技术要求》和其他类型的测试标准，在测试中所检测到的电力质量问题得到了改善。

2、有功无功电压控制能力

电力系统的有功调节性能试验，主要是对不同工况下电力系统的有功变化率进行试验，并对电力系统的有功响应特征进行试验。无功电压控制能力测试指的是利用 AVC系统下达的无功功率或电压指令，对场站的响应特性进行测试，以确保其满足标准要求。以上实验结果既依赖于新能源发电系统本身的特性，又受到 AGC/AVC、通信等因素的制约，在实际应用中常常会发生与规范不符的现象。

3、无功补偿装置性能

传统的电容组的无功补偿装置，其响应时间比较长，在最近几年，经过了一些改进，一般都装备了 SVG。在现场试验中，重点试验了 SVG的最大调节能力，调节精度，控制模式转换以及系统的响应性能。截至2020年，我国 SVG生产企业众多，其产品质量与服务水平参差不齐，而实际运行中，大部分站点均出现了 SVG参数设定不当，或未达标等问题。

4、故障穿越能力及电网适应性

因为高低穿测试装置的尺寸庞大，成本高昂，而且还存在着对其进行现场测试的困难和时间较长的问题，再加上并网装置在进行样机测试的时候就已经进行了这方面的测试，因此，在很多地区，对其故障跨越能力和对电网的适应性的测试并没有按规范进行。根据现场实测资料，经研究，经现场实测，各站点均有不同程度的未达到规范要求。然而，新能源电力系统的跨线能力及对电网的适应将直接影响到故障级联发展的过程，给电力系统的安全、稳定带来不容忽视的冲击。因此，这两个试点是当前新能源接入管理的一个较弱的环节，值得关注。

二、原因分析及优化措施

根据新能源接入设备的网络管理规定，该设备在获得接入许可之前，应先进行多种形式的试运行，包括跨线试验。本文就型式测试通过，但在实际检测中却时常发生的问题，对其产生的原因进行了剖析，并根据现行新能源接入的管理过程，对其进行了改进。

（一） 参数整定不当

由于现在与新能源有关的标准非常多，并且在不同的国家和地区采用不同的标准。因此，在许多厂商的控制器里，都有许多与内保有关的参数，是可以由使用者来改变的。例如，低电压穿越曲线幅值及时间、高电压穿越曲线幅值及时间、频率保护上限及频率保护下限等。针对新能源电站的涉网行为，既有管理盲区，也有技术盲区。在风电场、光伏电站的设备安装调试完毕后，不论是厂商的售后人员，还是新能源场站的工作人员，均缺乏对当地电网状况进行调整的责任或技术。

（二）控制器程序问题

电力电子装置与传统的电动机装置的最大不同在于：它的电气特性除了受到系统的硬件参数的影响外，还受到系统的控制方式的影响。在样机测试过程中，传统的控制方法往往只考虑了设备的性能，忽视了器件的使用寿命，导致了在测试过程中存在着参数修正、更新等问题，从而导致测试结果与测试结果存在较大差异。

针对目前电网电源协同管理的实际情况，大部分区域单纯以变换器型式测试结果作为判定电网电源是否正常的标准，而忽略了实际运行中装置的升级改造对电网故障穿越能力的影响，这对电网的安全、稳定运行带来了潜在的威胁。

（三）硬件故障问题

有功恢复率不够是一种典型的硬件参数失配所致，在对其直流链电容参数进行现场测试时，我们发现其直流链电容参数与其标称参数存在很大的差别，造成了其在故障恢复过程中的有功电流变化率非常缓慢，且有功恢复速度达不到规范的要求。在同样的实验条件下，将电容器替换，再进行同样的实验，实验效果有了很大的提高。

（四）优化措施

1）电网电源协同管理涉及调度、发电、测试、生产、设计等多个部门，相互间的联系错综复杂，自厂网分开以来，原管理链已被割裂，极易产生管理盲区。所以，有关的管理者应该注重建立标准化的制度，并在各个管理环节中不断地改进各个单位的责任。

2）强化新能源电站的技术监管和现场测试管理，并与相关管理机构合作，按规范开展现场测试，特别是对故障跨越和对电网故障级联演变有重要作用的电网适应性测试。

3）为解决网络资源协同管理中的技术盲点，需要各部门加大网络资源协同技术的训练，并从技术层次上强化相应的技术规范与措施。

4）换流器、换流器制造商与有关机构合作，对装置进行电磁瞬态建模，并为系统的调整提供一个公开的界面。

三、结束语

新能源电池接入与网源协同技术是近几年来的一个新兴课题，而区域性小电网在新能源并网后所面临的一系列问题表明，其对区域性小电网的冲击程度越深，其运行调控机制也就越复杂。通过国内外专家学者的共同努力，本项目将在新能源并网模式下，突破制约电力系统协同发展的瓶颈，并在此基础上，构建多个新能源发电功率的随机与负载静态特征的数学模型，并完成多个新能量发电功率的模拟与控制。在此基础上，研究多源新能源并网对馈线功率、网损、节点电压、故障电流、保护器等的影响，并提出相应的解决方案，为电网、电源安全运行、网源协调发展奠定理论基础。

参考文献

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