张庆1 邓海伟2 周勇3
1.2国网随州供电公司电力调度控制中心；3国网随县供电公司电力调度控制分中心
一、总体思路
近年来，随着国家大力支持新能源的兴起，随州地区已投运新能源电厂65座，装机容量达2616.906MW，远超本地区最大用电负荷1037.88MW。由于新能源发电的随机性、波动性增加了电网调控的难度，尤其是对电压的控制。传统的主站下令，厂端调节模式响应慢、配合难，弊端日益凸显。为有效解决大规模新能源电厂接入给电网带来的无功电压难以调节问题，随州供电公司开展厂网AVC协同控制计划，将新能源电厂的SVG装置纳入地调AVC系统的控制范围，实现调度端对新能源电厂SVG装置的直接控制。并根据国调下发的《风力发电资源数据审核与订正方法》与《光伏发电资源数据审核与订正方法》，对调度端AVC系统进行功能升级及控制策略优化，以实现对电网无功电压的精准控制。
二、主要管理做法
(一)把脉问诊，确保方案稳妥
一是成立专项工作小组，明确责任分工。由中心领导担任组长，成员由调控各专业人员、调度主站厂家人员及电厂相关人员组成，通过合理分工、集思广益，共同推进方案的实施。
二是深入调查研究，锁定主网电压偏高原因。通过4M1E（人men、机machine、法method、料material、环environment）的方法对造成主网电压偏高的原因进行深入分析排查，最终确定要因为新能源电厂向电网倒送无功导致，在主网调压手段用尽后调压效果仍然不明显。
三是因地制宜制定对策，确定改造方案。为有效解决新能源电厂向主网倒送无功情况，结合电厂侧SVG装置可以发出感性无功的特性，对调度端AVC系统进行功能升级，并对新能源电厂进行PAS建模，使其具备厂网AVC协同控制功能。在新能源电厂端，将站端AVC系统与远动装置互联，打通数据交互接口，使其具备接收调度端调节指令功能，从而有效改善主网电压。
四是确定AVC系统调节步长和控制死区。110kV新能源厂站控制步长为0.5kV，控制死区为0.3kV； 35kV新能源厂站控制步长为0.3kV，控制死区为0.15kV；10kV新能源厂站控制步长为0.15kV，控制死区为0.1kV。
（二）试点先行，确保策略最优
为确保厂网AVC协同控制功能达到预期调压的目的，选取了110kV龙灯桥风电场作为试点检验成效。通过PDCA循环法，进行联调测试并对关键策略进行优化调整。
一是确定主站AVC程序计算优先级。对主站AVC控制目标的优先级进行调整，从高到低为新能源厂站并网点电压合格、新能源厂站并网点功率因数合格、网损最小。
二是确定主分站调节频次及模式。主站每5分钟下发一次调节指令，下发指令后2分钟内每10秒钟监测一次，2分钟内一旦有达到考核要求的点即认为调节成功，站端AVC装置具备电压保持功能，在5分钟调节周期内可自动调节至目标值，无需主站再次下发调节值。
三是确定主站AVC下发指令方式。主站下发的控制指令为带时标的并网点母线电压增量。
通过PDCA循环法，记录该电厂从2019年7月份以后通过调节后的无功电压倒送值（见表1）。
P计划：制定无功调节计划，将110kV龙灯桥风电厂纳入主网无功电压调试计划内。
D执行：由主站AVC系统实时远程调节电厂无功电压。
C检查：检查无功电压调节是否满足实际运行要求。
A处理：记录并分析该新能源电厂无功电压调节策略执行是否在合格范围内。
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通过以上统计发现，在实现主站AVC控制110kV龙灯桥风电厂SVG装置后，风电厂SVG装置可输出感性或容性无功来平衡电网无功，期间未出现新能源电厂无功大量倒送主网情况。
（三）聚动共建，确保机制畅通
一是制定联调计划，倒排工期全力推进。根据《国家电网有限公司关于印发十八项电网重大反事故措施（修订版） 的通知》（国家电网设备〔2018〕 979 号）文件第2.5.2.2条规定，随州地调下发关《关于开展随州地区并网电厂AVC子站接入至地调主站协同控制的通知》通知，收集各电厂AVC建设及运行情况，合理制定联调计划，分批错峰安排联调时间，同时下发《随州地区新能源电厂AVC协同控制工作指南》，将电厂端改造拓扑图、需协调厂家人员、相关技术参数及注意事项一一进行了详尽说明，确保实施工作顺利高效进行。
二是加强厂网联动，及时解决联调困难。建立厂网联调微信沟通群，在联调过程中将各电厂遇到的问题及时进行沟通分享，在后续电厂调试中将有效避免同类问题的发生，提升调试工作效率。
三是建立工作票制度，提升联调工作安全。为确保在联调工作中的网络安全，随州地调大力推进新能源电厂检修工作票制度，电厂二次设备有工作时提前向地调提出申请，地调自动化值班人员根据其工作性质及内容，对上报的安全措施进行审核补充，同时在主站做好相应防护措施，确保联调过程中不发生网络安全事件。
四是落实电厂补偿政策，提升电厂主动参与性。依据《关于印发华中区域“两个细则”（2019模拟运行版）华中监能市场【2019】192号》中第二章第四条“有偿无功调节是指发电机组在进相功率因数低于0.97的情况下向电力系统吸收无功功率或迟相功率因数低于额定值（火电一般为 0.85，水电一般为 0.9，风电、光伏为 0.95)的情况下向电力系统注入无功功率所提供的无功服务。”对符合条件的电厂主动出具相关证明，落实各电厂的补偿费用，化被动为主动参与调节。
（四）从严管控，确保过程安全
一是制定新能源电厂改造联调工作指导书。结合龙灯桥电厂联调经验，随州地调组织编制了《随州地区新能源电厂AVC接入调试作业指导书》，其中涵盖了电厂端接入改造方案及站端AVC策略控制要求，确保新能源电厂调试保持同样的规则，节约调试时间，提高调试效率。
二是制定主站调试验收指导卡。因主站调试人员不一，为确保调试验收工作满足实用化要求，组织编制了《随州地区新能源电厂AVC调试验收指导卡》，对调试验收工作的关键点进行了罗列，确保整个调试工作无漏项。
三是制定缺陷跟踪记录。对联调过程中存在问题的电厂，及时做好缺陷记录，由值班人员定时进行跟踪，确保对缺陷的闭环处理。
（五）加强考核，确保应用到位
一是强化运行监视。在调度主站端制定随州地区新能源电厂AVC协同控制监视界面，将各电厂AVC投运状态、可参与调节容量等信息进行汇总展示，由监控人员每天定时巡视其运行状态，并结合系统事项记录，作为量化考核依据。
二是建立考核体系。每周五下午对所辖电厂端AVC系统投运率、无功倒送情况进行统计并下发至各电厂，要求其立即整改，逾期未能完成整改的电厂，将予以考核。同时随州地调每月底对新能源电厂AVC运行情况进行汇总，形成月度通报下发至各电厂，以提升各电厂对AVC协同控制功能的深化应用。
三、主要成效
随州地区新能源电厂发展迅猛，自2012年9月至今，累计发电量超145亿千瓦时，占全省新能源发电量的28%，位居全省第一，在厂网AVC协同控制实施后，有效提升了随州电网的安全性、经济性、环保型和高效性。
一是严格控制新能源上网关口功率因数及电压，提升随州地区电能质量。新能源电厂受天气影响较大，上网点的功率因素及电压难以控制，在电厂SVG装置并入地调AVC系统，有效解决了新能源上网点功率因数及电压，提高了随州地区电能质量，确保了随州地区用户的用电安全，同时也增加了更多新能源外供电量。
二是有效解决了主网电压偏高问题，提升了随州电网运行安全。新能源电厂SVG装置并入地调AVC系统，有效解决了主网电压偏高问题，确保了一次设备长期在安全电压内运行，延缓一次设备老化速度，提升了随州地区电网安全及经济性。
三是增加随州地区新能源发电量，减少碳排放。主网电压质量提升后，更多新能源能够上网，据统计在该项目实施后，随州地区的新能源电厂每年可以多发近1800万千瓦时，可以减少17946吨二氧化碳的排放，提升了随州地区的环保水平。
四是AVC系统主动监测并下发指令，减轻了监控人员的工作压力。AVC系统具备主动监测电压越限的功能，并能迅速主动下发指令，同时站端SVG装置的调节响应时间控制到了60S以内，监控员无需频繁巡视电压指标，减少了人工干预，减轻了监控人员的工作压力；