可再生能源高渗透率电网无功资源优化及高效应用技术查看源代码讨论查看历史

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可再生能源高渗透率电网无功资源优化及高效应用技术可再生能源是我国能源供应体系的重要组成部分，也是能源转型的重要发展方向。当前，江苏可再生能源装机容量达到2987万千瓦，年均增速超过15%，渗透率逐年增高。可再生能源发电呈现分散性、随机性等特征，电网无功需求突增、电压波动剧烈、系统网损过高等问题日益严峻。而传统AVC离散化控制、分钟级响应难以平抑快速电压波动，控制颗粒度较大，无功协控能效低，已无法满足高渗透率电网调压和经济运行要求。迫切需要挖掘电网无功资源潜力，实施高效快速精细化控制，保障电网安全经济运行。项目团队在国家自然基金、江苏省科技计划等支持下，历时7年，针对可再生能源高渗透率电网传统无功调控资源不足、无功快速支撑能力缺失等难题，立足于“唤醒”电网海量的闲置资源，从系统架构、降损优化、快速控制、装备研制四个方面开展攻关，形成成套技术和装备，实现规模化推广应用，取得创新成果如下。

创新成果

1、首创可再生能源高渗透率电网多维无功优化控制架构，覆盖0.4kV～220kV电压等级，实现了逆变器毫秒级、变电站秒级、区域电网分钟级分层协调控制和无功就地平衡，避免了调压开关等设备往复调节，可再生能源无功资源利用率由15%提高到90%以上。

2、率先提出动静结合的可再生能源集群协调无功控制技术和电压分布自治方法，通过对集群出力特性、可调能力的动态聚类，发挥不同集群的优势实现了大规模分散无功资源的分级协同控制，无功倒送率降低30%～50%，中低压网损率由4.0%降低到3.5%以下。

3、首创基于GOOSE通信的逆变器动态无功快速控制技术，采用瞬时电压幅值算法和等裕度分配策略，实现了全站逆变器集群无功闭环控制，系统动态无功响应时间在国际上首次达到30ms以内，释放了约80%毫秒级无功资源，功能上可替代SVG。

4、首次研制具备多场景多目标协调控制能力的无功优化控制系列装备，包括新型AVQC协调控制装置、新能源快速功率控制装置、储能PCS（变流器）智能功率控制器等，将传统无功控制延伸到电网末端“最后一公里”，可再生能源无功响应速度由分钟级提升到毫秒级，形成了世界首个可再生能源快速功率控制装置技术标准。项目获授权发明专利18项，实用新型专利3项，软件著作权2项，发布国标3项、行标1项、团标4项，发表论文45篇。经中国电机工程学会鉴定，项目为可再生能源高渗透率电网多维无功优化控制提供了一种有效的解决手段，项目整体达到国际领先水平。

应用前景

项目成果已应用于全国300多个新能源电站，覆盖光伏、光储、风电等不同场景，逆变器动态无功快速控制技术已在南瑞继保、阳光电源等厂家实现技术推广，逆变器、光储控制装置等相关产品销售量已达数万套，近2年累计增收5.57亿元，新增利润1.50亿元，社会经济效益显著。项目突破了高渗透率可再生能源并网的电压控制难题，实现了电网无功可控资源高效利用，为可再生能源发展提供了关键技术保障，同时节约了社会投资，优化了能源供给结构，为江苏绿色能源和经济社会又好又快发展提供了坚实支撑。