国网甘肃省电力公司 李晖

　　国网甘肃省电力公司电力科学研究院 梁福波 智勇 陈仕彬

　　1 引言

　　随着新能源装机容量在电力系统中所占比例的快速增加，其对电力系统的影响也越来越显著。所以随机性、间歇性新能源发电如何安全可靠的并网运行、如何解决发电并网后对电力系统产生的各种影响、如何进行电力电子化耦合新特性研究等成为需要紧迫解决的问题。大容量风电、光伏系统并网目前还是一种比较粗放式的应用，尤其是深入挖掘友好型风电场、光伏电站并网技术与提升调控水平等方面还有很大的发展完善空间[1]。

　　我国的风能、太阳能资源较为丰富，主要集中在三北地区，其他地区也有不同程度的分布。由于地理位置的特殊性和地区负荷差异性，资源与电能使用呈现显著的逆向分布特征，风电、光伏系统并网呈现大规模集中并网、并网点网架相对薄弱及就地消纳能力有限的突出特点，给电网的消纳、无功电压控制、跨区域输送等带来严峻挑战[2-3]。

　　本文从理论上分析了深入利用风机变流器、光伏逆变器无功调节能力的可行性，并在甘肃省内选择试点进行了现场能力验证，从友好型新能源场站支撑电网安全稳定运行角度分析了该技术带来的有益影响。

　　2 新能源场站无功电压调相运行能力分析

　　国标GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》、GB/T29321-2012《光伏发电站无功补偿技术规范》、GB/T19964-2011《光伏发电站接入电力系统技术规定》等明确要求，新能源场站无功电源应优先发挥风电机组、逆变器的无功调节能力，无功电源应能够跟踪光伏出力的波动及系统电压控制要求并快速响应，且风电机组、光伏逆变器功率因数应能在超前0.95～滞后0.95范围内连续可调。但在实际过程中，风电机组、光伏逆变器普遍运行在恒功率因数模式，电站无功缺额由静止型动态无功补偿装置提供，限制了风电机组、逆变器无功电压调节能力。

　　光伏逆变器、风电机组发电技术采用电力电子技术，通过对光伏逆变器、风电机组等有功、无功功率控制原理分析不难看出[4-8]，无功输出不依赖于有功输出，并具备较大范围的无功调节能力，参与并网点电压调节，电力电子的优异控制性能为实现其无功电压调相运行奠定了基础。

　　3 新能源场站无功电压调相协调运行控制策略研究

　　以新能源场站无功电压控制系统和风机变流器、光伏逆变器响应特性为基础，研究场站级无功电压协调控制策略。光伏电站无功电压控制策略中，鉴于逆变器稳态与动态特性满足电站无功电压控制要求，故本策略未将考虑动态无功补偿装置进行控制，策略兼顾稳态电压调整与暂态无功电压支撑需要。风电场无功电压控制以稳态控制为主，暂不考虑暂态电压支撑能力，具体控制策略如下：