关于双辽风电场AGC、AVC改造的探讨

张辉

摘要：按照国网吉林电力调度控制中心下发的《“AGC 可用功率准确率”考核指标说明》及《“两个细则”AGC 月可用率的计算说明》，双辽风电场现有AGC、AVC装置运行指标不满足相关要求，导致公司受到电网考核。同时由于历史原因，未配置AVC 装置。本次通过有功功率及无功功率控制系统改造，满足省调AGC运行指标要求，同时增加AVC装置。

关键词：风电场;有功功率控制;无功功率控制

引言

省级调度直调的风电场应具备AGC功能（指发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务）。同时，并网发电厂应按照调度运行要求装设AVC（自动电压控制）装置。由于国网吉林电力调度控制中心今年开始实施AGC、AVC指标考核，对风电场AGVC装置的运行指标提出了更高的要求，需要对现有系统实施改造，通过改造，淘汰运行多年的老旧装置，确保运行指标满足调度要求。

一、国网吉林电力调度控制中心下发的《“AGC可用功率准确率”考核指标说明》及《“两个细则”AGC月可用率的计算说明》

1、“AGC可用功率准确率”考核指标说明（发布时间2021年3月18日）：

为了加强新能源场站AGC管理，省调开发了“AGC可用功率准确率”评估功能，并将定期发布评估结果。

计算公式如下：

其中：

PE为可用电量的日准确率;

EM为当日新能源场站非限电时段实际发电量;

ET为当日新能源场站非限电时段可用电量;

请各单位做好AGC数据管理工作，省调将择期对该指标进行考核，具体日期另行通知。

2、“两个细则”AGC月可用率的计算说明（发布时间2021年5月31日）：

2021年5月起，省调水新处根据“两个细则”对新能源AGC管理进一步细化。其中，“AGC月可用率”的具体计算公式如下：

AGC月可用率=AGC投入率×0.75 + AGC可用功率准确率×0.25

按照上述两个说明中的计算公式计算出来的结果，风电场可用电量的日准确率应不小于97%，风电场AGC月可用率应达到98%。双辽风电场9月份日平均准确率为74.26%，9、10月份发生多天AGC退出运行的情况，不符合运行指标要求。

二、改造具体方式

1、双辽风电场两台800WS功率优化控制装置对下接入：歌美飒风电集群数据（使用以太网通讯）、金风风电集群数据（使用以太网TCP-MODBUS规约）;国电南自远动转出的部分升压站数据（使用以太网104规约）;山东泰开SVG数据（使用485线接入智能通讯单元进行规约转换后转出104规约）。

2、800WS功率优化控制装置对上转出：主（备）机数据上送调度数据网（使用以太网104规约）。

通过改造，提高功率控制装置性能以及与风机服务器的数据传输准确性、合理性。

三、改造后AGC应实现的功能

风电场能够接收并自动执行电力系统调度部门发送的有功功率及有功功率变化的控制指令，确保风电场有功功率及有功功率变化按照电力系统调度部门的给定值运行。当风电场有功功率在总额定出力的20%以上时，要求场内所有运行机组能够连续平滑调节，并能够参与系统有功功率控制。风电场1min和10min有功功率变化限值应当满足电力系统安全稳定运行的要求，其限值应根据所接入电力系统的频率調节特性，由电力系统调度部门确定。风电场应具备紧急控制功能。根据电力系统调度部门的指令快速控制风机输出的有功功率，必要时可通过安全自动装置快速自动切除或降低风电场有功功率。

有功功率控制系统应具备数据采集和控制功能，实时监测风电场上网功率，并根据调度中心主站分配的出力计划控制风电场出力。

（1）数据采集功能。有功功率控制系统宜通过风电机组监控系统获得风电机组信息。

（2）控制功能。有功功率控制系统宜通过风电机组监控系统调节风电机组出力。

根据不同的风电机组类型，有功功率控制系统实施不同的控制方式。

对支持限功率命令的变桨风电机组，执行远程调节风机、启动、停机命令。其控制策略为：

1）在风电场有功功率低于目标值时，自动提高风电场的实时功率，可以先通过启动多台机组，再将已限制功率的机组的实时功率进行提高来达到目标值;

2）在风电场有功功率高于目标值时，自动降低风电场的实时功率，可以先通过降低正处于发电状态机组的实时有功功率，再通过停止多台机组来达到目标值。

四、新增AVC应实现的功能

根据电力系统调度部门的指令，风电场自动调节其发出（或吸收）的无功功率，实现对并网点电压的控制。风电场无功电压控制系统的控制对象包括风电机组、无功补偿装置以及升压变压器分接头三部分。宜结合实际情况，根据目标设定值对无功源进行协调控制。

依据实际控制对象和方式的不同，无功电压控制系统可嵌入升压变电站监控系统、风电机组监控系统，也可独立设置。无功电压控制系统应当能够控制风电场并网点电压在标称电压的97%～107%范围内（公共电网电压处于正常范围内时）。

风电场首先要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力;当风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要时，可调节无功补偿装置。无功补偿装置的调节速度和控制精度应能满足电网电压调节的要求。

（1）数据采集功能

无功电压控制系统应采集（但不限于）如下信息：

1）风电场：单台风电机组实时有功功率、无功功率、机端电压、功率因数等。

2）升压变电站：升压变电站风电机组汇集母线电压;风场并网线路的有功功率、无功功率、功率因数;汇集线路隔离开关位置信号等。

（2）控制功能

应依据电网的无功调整量和接入电网电压的波动情况，整定其需调整的无功量，对整个风电场的输出无功功率作统一规划。风电场将规划的无功调整量优先在各风电机组间进行合理地分配，使整个风电场能够足量实现全场无功需求。

结论

改造后的AGVC装置功能满足上述各项要求，确保不因自身原因导致AGC不能投运，提高可用率指标。同时对风机服务器主控程序进行优化，包括对计算用的风速进行平均值处理，避免理论功率波动过快;对理论功率的变化率进行限制，更接近实际大惯量系统的特性等，提高风机服务器传给AGC信息的准确性，确保AGC可用功率准确率运行指标满足调度要求，不发生被考核的情况。

参考文献

[1]《“AGC可用功率准确率”考核指标说明》及《“两个细则”AGC月可用率的计算说明》.国网吉林电力调度控制中心，2021.

[2]潘尔生等.风电场电气系统典型设计第一册电力系统部分. 国家电网公司，2011.7