基于分布式调相机的电压支撑型新能源场站构建方案——(二)协调控制策略与试验验证

梁浩; 秦川; 谢欢; 梁倍华; 吴涛; 王宣元; 吴龙

doi:10.7500/AEPS20240807002

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基于分布式调相机的电压支撑型新能源场站构建方案——(二)协调控制策略与试验验证

研制与开发 | 更新时间：2025-07-04

- 基于分布式调相机的电压支撑型新能源场站构建方案——(二)协调控制策略与试验验证
- Construction Scheme of Voltage-supporting Renewable Energy Station Based on Distributed Synchronous Condensers—Part Two Coordinated Control Strategy and Test Verification
- 电力系统自动化 2025年49卷第12期页码：153-161
- 作者机构：
  
  1.国网冀北电力有限公司电力科学研究院，北京市 100045
  2.国网冀北电力有限公司电力调控中心，北京市 100054
  3.南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102
- 作者简介：
  
  梁浩(1987—)，男，通信作者，硕士，高级工程师，主要研究方向：发电机、调相机励磁控制系统理论分析、涉网性能检测以及现场试验等。E-mail：672442478@qq.com
  秦川(1997—)，男，硕士，工程师，主要研究方向：发电机、调相机励磁控制系统理论分析、涉网性能检测以及现场试验等。E-mail：805193108@qq.com
  谢欢(1979—)，男，博士，教授级高级工程师，主要研究方向：同步发电机与双馈异步机励磁控制系统理论分析、大电网仿真分析、网源协调等。E-mail：xiaosan_616@aliyun.com
- 基金信息：
  
  国网冀北电力有限公司科技项目：“含新型同步调相机的构网型新能源场站协调控制技术研究”(B3018K240005)
- DOI：10.7500/AEPS20240807002
  中图分类号：
- 收稿：2024-08-07，
  
  修回：2024-12-31，
  
  网络出版：2025-03-18，
  
  纸质出版：2025-06-25
- 稿件说明：
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梁浩,秦川,谢欢等.基于分布式调相机的电压支撑型新能源场站构建方案——(二)协调控制策略与试验验证[J].电力系统自动化,2025,49(12):153-161.

LIANG Hao,QIN Chuan,XIE Huan,et al.Construction Scheme of Voltage-supporting Renewable Energy Station Based on Distributed Synchronous Condensers—Part Two Coordinated Control Strategy and Test Verification[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(12):153-161.
梁浩,秦川,谢欢等.基于分布式调相机的电压支撑型新能源场站构建方案——(二)协调控制策略与试验验证[J].电力系统自动化,2025,49(12):153-161. DOI： 10.7500/AEPS20240807002.

LIANG Hao,QIN Chuan,XIE Huan,et al.Construction Scheme of Voltage-supporting Renewable Energy Station Based on Distributed Synchronous Condensers—Part Two Coordinated Control Strategy and Test Verification[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(12):153-161. DOI： 10.7500/AEPS20240807002.

摘要

新能源场站部署分布式调相机是提升电源侧电压支撑能力的有效措施，然而调相机目前采用“无功外环+电压内环”级联策略接入场站自动电压控制（AVC）后制约了其低频段电压源特性。首先，文中阐述了调相机接入AVC现存的问题，提出了调相机全过程定电压需求。然后，基于含分布式调相机的新能源场站拓扑结构，解析了调相机无功电压折算系数以及无功分流影响因子关系式，提出了调相机“定电压+无功分流抑制”接入AVC新方案，并通过调相机励磁、场站AVC双控制器硬件在环仿真验证了所提方案的有效性。最后，在某实际新能源场站完成工程化应用。现场运行结果表明，所提方案实现了场站多类型无功设备稳态调节，在有效降低场站并网点电压波动幅值的同时，充分发挥了调相机全过程电压源特性，保障了系统电压稳定裕度。

Abstract

Deploying the distributed synchronous condenser in the renewable energy station is an effective measure to improve the voltage-supporting ability on the power supply side. However

the existing cascade strategy of “reactive power outer loop + voltage inner loop” is adopted to integrate the synchronous condenser into the automatic voltage control (AVC) of the station

which limits the low-frequency voltage source characteristics of the synchronous condenser. First

this paper describes the existing problems of the synchronous condenser integrated into AVC and proposes the constant voltage requirement for the synchronous condenser throughout the whole process. Based on the topology of the renewable energy station with distributed synchronous condensers

the reactive voltage conversion coefficient and the reactive power shunt influence factor are analyzed. Then

this paper proposes a new scheme of “constant voltage + reactive power shunt suppression” for integrating the synchronous condenser into AVC. The effectiveness of the proposed scheme is verified by the hardware-in-the-loop simulation of the dual controllers of synchronous condenser excitation and AVC at the station. Finally

the engineering application has been realized in an actual renewable energy station. The field operation results show that the proposed scheme realizes the steady-state regulation of multi-type reactive power devices of the station

effectively reduces the voltage fluctuation amplitude at the grid-connection point of the station

fully utilizes the voltage source characteristics of the synchronous condenser in the whole process

and guarantees the voltage stability margin of the system.

关键词

Keywords

references

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