關(guān)于雙遼風(fēng)電場(chǎng)AGC、AVC改造的探討

張輝

摘要：按照國(guó)網(wǎng)吉林電力調(diào)度控制中心下發(fā)的《“AGC 可用功率準(zhǔn)確率”考核指標(biāo)說(shuō)明》及《“兩個(gè)細(xì)則”AGC 月可用率的計(jì)算說(shuō)明》，雙遼風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)有AGC、AVC裝置運(yùn)行指標(biāo)不滿足相關(guān)要求，導(dǎo)致公司受到電網(wǎng)考核。同時(shí)由于歷史原因，未配置AVC 裝置。本次通過(guò)有功功率及無(wú)功功率控制系統(tǒng)改造，滿足省調(diào)AGC運(yùn)行指標(biāo)要求，同時(shí)增加AVC裝置。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng);有功功率控制;無(wú)功功率控制

引言

省級(jí)調(diào)度直調(diào)的風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備AGC功能（指發(fā)電機(jī)組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，跟蹤電力調(diào)度指令，按照一定調(diào)節(jié)速率實(shí)時(shí)調(diào)整發(fā)電出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求的服務(wù)）。同時(shí)，并網(wǎng)發(fā)電廠應(yīng)按照調(diào)度運(yùn)行要求裝設(shè)AVC（自動(dòng)電壓控制）裝置。由于國(guó)網(wǎng)吉林電力調(diào)度控制中心今年開(kāi)始實(shí)施AGC、AVC指標(biāo)考核，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)AGVC裝置的運(yùn)行指標(biāo)提出了更高的要求，需要對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)實(shí)施改造，通過(guò)改造，淘汰運(yùn)行多年的老舊裝置，確保運(yùn)行指標(biāo)滿足調(diào)度要求。

一、國(guó)網(wǎng)吉林電力調(diào)度控制中心下發(fā)的《“AGC可用功率準(zhǔn)確率”考核指標(biāo)說(shuō)明》及《“兩個(gè)細(xì)則”AGC月可用率的計(jì)算說(shuō)明》

1、“AGC可用功率準(zhǔn)確率”考核指標(biāo)說(shuō)明（發(fā)布時(shí)間2021年3月18日）：

為了加強(qiáng)新能源場(chǎng)站AGC管理，省調(diào)開(kāi)發(fā)了“AGC可用功率準(zhǔn)確率”評(píng)估功能，并將定期發(fā)布評(píng)估結(jié)果。

計(jì)算公式如下：

其中：

PE為可用電量的日準(zhǔn)確率;

EM為當(dāng)日新能源場(chǎng)站非限電時(shí)段實(shí)際發(fā)電量;

ET為當(dāng)日新能源場(chǎng)站非限電時(shí)段可用電量;

請(qǐng)各單位做好AGC數(shù)據(jù)管理工作，省調(diào)將擇期對(duì)該指標(biāo)進(jìn)行考核，具體日期另行通知。

2、“兩個(gè)細(xì)則”AGC月可用率的計(jì)算說(shuō)明（發(fā)布時(shí)間2021年5月31日）：

2021年5月起，省調(diào)水新處根據(jù)“兩個(gè)細(xì)則”對(duì)新能源AGC管理進(jìn)一步細(xì)化。其中，“AGC月可用率”的具體計(jì)算公式如下：

AGC月可用率=AGC投入率×0.75 + AGC可用功率準(zhǔn)確率×0.25

按照上述兩個(gè)說(shuō)明中的計(jì)算公式計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，風(fēng)電場(chǎng)可用電量的日準(zhǔn)確率應(yīng)不小于97%，風(fēng)電場(chǎng)AGC月可用率應(yīng)達(dá)到98%。雙遼風(fēng)電場(chǎng)9月份日平均準(zhǔn)確率為74.26%，9、10月份發(fā)生多天AGC退出運(yùn)行的情況，不符合運(yùn)行指標(biāo)要求。

二、改造具體方式

1、雙遼風(fēng)電場(chǎng)兩臺(tái)800WS功率優(yōu)化控制裝置對(duì)下接入：歌美颯風(fēng)電集群數(shù)據(jù)（使用以太網(wǎng)通訊）、金風(fēng)風(fēng)電集群數(shù)據(jù)（使用以太網(wǎng)TCP-MODBUS規(guī)約）;國(guó)電南自遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)出的部分升壓站數(shù)據(jù)（使用以太網(wǎng)104規(guī)約）;山東泰開(kāi)SVG數(shù)據(jù)（使用485線接入智能通訊單元進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)出104規(guī)約）。

2、800WS功率優(yōu)化控制裝置對(duì)上轉(zhuǎn)出：主（備）機(jī)數(shù)據(jù)上送調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)（使用以太網(wǎng)104規(guī)約）。

通過(guò)改造，提高功率控制裝置性能以及與風(fēng)機(jī)服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性、合理性。

三、改造后AGC應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能

風(fēng)電場(chǎng)能夠接收并自動(dòng)執(zhí)行電力系統(tǒng)調(diào)度部門發(fā)送的有功功率及有功功率變化的控制指令，確保風(fēng)電場(chǎng)有功功率及有功功率變化按照電力系統(tǒng)調(diào)度部門的給定值運(yùn)行。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)有功功率在總額定出力的20%以上時(shí)，要求場(chǎng)內(nèi)所有運(yùn)行機(jī)組能夠連續(xù)平滑調(diào)節(jié)，并能夠參與系統(tǒng)有功功率控制。風(fēng)電場(chǎng)1min和10min有功功率變化限值應(yīng)當(dāng)滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，其限值應(yīng)根據(jù)所接入電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)特性，由電力系統(tǒng)調(diào)度部門確定。風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)具備緊急控制功能。根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度部門的指令快速控制風(fēng)機(jī)輸出的有功功率，必要時(shí)可通過(guò)安全自動(dòng)裝置快速自動(dòng)切除或降低風(fēng)電場(chǎng)有功功率。

有功功率控制系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)采集和控制功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)上網(wǎng)功率，并根據(jù)調(diào)度中心主站分配的出力計(jì)劃控制風(fēng)電場(chǎng)出力。

（1）數(shù)據(jù)采集功能。有功功率控制系統(tǒng)宜通過(guò)風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)獲得風(fēng)電機(jī)組信息。

（2）控制功能。有功功率控制系統(tǒng)宜通過(guò)風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)風(fēng)電機(jī)組出力。

根據(jù)不同的風(fēng)電機(jī)組類型，有功功率控制系統(tǒng)實(shí)施不同的控制方式。

對(duì)支持限功率命令的變槳風(fēng)電機(jī)組，執(zhí)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、啟動(dòng)、停機(jī)命令。其控制策略為：

1）在風(fēng)電場(chǎng)有功功率低于目標(biāo)值時(shí)，自動(dòng)提高風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)功率，可以先通過(guò)啟動(dòng)多臺(tái)機(jī)組，再將已限制功率的機(jī)組的實(shí)時(shí)功率進(jìn)行提高來(lái)達(dá)到目標(biāo)值;

2）在風(fēng)電場(chǎng)有功功率高于目標(biāo)值時(shí)，自動(dòng)降低風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)時(shí)功率，可以先通過(guò)降低正處于發(fā)電狀態(tài)機(jī)組的實(shí)時(shí)有功功率，再通過(guò)停止多臺(tái)機(jī)組來(lái)達(dá)到目標(biāo)值。

四、新增AVC應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能

根據(jù)電力系統(tǒng)調(diào)度部門的指令，風(fēng)電場(chǎng)自動(dòng)調(diào)節(jié)其發(fā)出（或吸收）的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的控制。風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功電壓控制系統(tǒng)的控制對(duì)象包括風(fēng)電機(jī)組、無(wú)功補(bǔ)償裝置以及升壓變壓器分接頭三部分。宜結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)目標(biāo)設(shè)定值對(duì)無(wú)功源進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

依據(jù)實(shí)際控制對(duì)象和方式的不同，無(wú)功電壓控制系統(tǒng)可嵌入升壓變電站監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)，也可獨(dú)立設(shè)置。無(wú)功電壓控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠控制風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓在標(biāo)稱電壓的97%～107%范圍內(nèi)（公共電網(wǎng)電壓處于正常范圍內(nèi)時(shí)）。

風(fēng)電場(chǎng)首先要充分利用風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功容量及其調(diào)節(jié)能力;當(dāng)風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功容量不能滿足系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)需要時(shí)，可調(diào)節(jié)無(wú)功補(bǔ)償裝置。無(wú)功補(bǔ)償裝置的調(diào)節(jié)速度和控制精度應(yīng)能滿足電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)的要求。

（1）數(shù)據(jù)采集功能

無(wú)功電壓控制系統(tǒng)應(yīng)采集（但不限于）如下信息：

1）風(fēng)電場(chǎng)：?jiǎn)闻_(tái)風(fēng)電機(jī)組實(shí)時(shí)有功功率、無(wú)功功率、機(jī)端電壓、功率因數(shù)等。

2）升壓變電站：升壓變電站風(fēng)電機(jī)組匯集母線電壓;風(fēng)場(chǎng)并網(wǎng)線路的有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù);匯集線路隔離開(kāi)關(guān)位置信號(hào)等。

（2）控制功能

應(yīng)依據(jù)電網(wǎng)的無(wú)功調(diào)整量和接入電網(wǎng)電壓的波動(dòng)情況，整定其需調(diào)整的無(wú)功量，對(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的輸出無(wú)功功率作統(tǒng)一規(guī)劃。風(fēng)電場(chǎng)將規(guī)劃的無(wú)功調(diào)整量?jī)?yōu)先在各風(fēng)電機(jī)組間進(jìn)行合理地分配，使整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)能夠足量實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)無(wú)功需求。

結(jié)論

改造后的AGVC裝置功能滿足上述各項(xiàng)要求，確保不因自身原因?qū)е翧GC不能投運(yùn)，提高可用率指標(biāo)。同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)服務(wù)器主控程序進(jìn)行優(yōu)化，包括對(duì)計(jì)算用的風(fēng)速進(jìn)行平均值處理，避免理論功率波動(dòng)過(guò)快;對(duì)理論功率的變化率進(jìn)行限制，更接近實(shí)際大慣量系統(tǒng)的特性等，提高風(fēng)機(jī)服務(wù)器傳給AGC信息的準(zhǔn)確性，確保AGC可用功率準(zhǔn)確率運(yùn)行指標(biāo)滿足調(diào)度要求，不發(fā)生被考核的情況。

參考文獻(xiàn)

[1]《“AGC可用功率準(zhǔn)確率”考核指標(biāo)說(shuō)明》及《“兩個(gè)細(xì)則”AGC月可用率的計(jì)算說(shuō)明》.國(guó)網(wǎng)吉林電力調(diào)度控制中心，2021.

[2]潘爾生等.風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)第一冊(cè)電力系統(tǒng)部分. 國(guó)家電網(wǎng)公司，2011.7