可再生能源高滲透率電網無功資源優化及高效應用技術檢視原始碼討論檢視歷史

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可再生能源高滲透率電網無功資源優化及高效應用技術可再生能源是我國能源供應體系的重要組成部分，也是能源轉型的重要發展方向。當前，江蘇可再生能源裝機容量達到2987萬千瓦，年均增速超過15%，滲透率逐年增高。可再生能源發電呈現分散性、隨機性等特徵，電網無功需求突增、電壓波動劇烈、系統網損過高等問題日益嚴峻。而傳統AVC離散化控制、分鐘級響應難以平抑快速電壓波動，控制顆粒度較大，無功協控能效低，已無法滿足高滲透率電網調壓和經濟運行要求。迫切需要挖掘電網無功資源潛力，實施高效快速精細化控制，保障電網安全經濟運行。項目團隊在國家自然基金、江蘇省科技計劃等支持下，歷時7年，針對可再生能源高滲透率電網傳統無功調控資源不足、無功快速支撐能力缺失等難題，立足於「喚醒」電網海量的閒置資源，從系統架構、降損優化、快速控制、裝備研製四個方面開展攻關，形成成套技術和裝備，實現規模化推廣應用，取得創新成果如下。

創新成果

1、首創可再生能源高滲透率電網多維無功優化控制架構，覆蓋0.4kV～220kV電壓等級，實現了逆變器毫秒級、變電站秒級、區域電網分鐘級分層協調控制和無功就地平衡，避免了調壓開關等設備往復調節，可再生能源無功資源利用率由15%提高到90%以上。

2、率先提出動靜結合的可再生能源集群協調無功控制技術和電壓分布自治方法，通過對集群出力特性、可調能力的動態聚類，發揮不同集群的優勢實現了大規模分散無功資源的分級協同控制，無功倒送率降低30%～50%，中低壓網損率由4.0%降低到3.5%以下。

3、首創基於GOOSE通信的逆變器動態無功快速控制技術，採用瞬時電壓幅值算法和等裕度分配策略，實現了全站逆變器集群無功閉環控制，系統動態無功響應時間在國際上首次達到30ms以內，釋放了約80%毫秒級無功資源，功能上可替代SVG。

4、首次研製具備多場景多目標協調控制能力的無功優化控制系列裝備，包括新型AVQC協調控制裝置、新能源快速功率控制裝置、儲能PCS（變流器）智能功率控制器等，將傳統無功控制延伸到電網末端「最後一公里」，可再生能源無功響應速度由分鐘級提升到毫秒級，形成了世界首個可再生能源快速功率控制裝置技術標準。項目獲授權發明專利18項，實用新型專利3項，軟件著作權2項，發布國標3項、行標1項、團標4項，發表論文45篇。經中國電機工程學會鑑定，項目為可再生能源高滲透率電網多維無功優化控制提供了一種有效的解決手段，項目整體達到國際領先水平。

應用前景

項目成果已應用於全國300多個新能源電站，覆蓋光伏、光儲、風電等不同場景，逆變器動態無功快速控制技術已在南瑞繼保、陽光電源等廠家實現技術推廣，逆變器、光儲控制裝置等相關產品銷售量已達數萬套，近2年累計增收5.57億元，新增利潤1.50億元，社會經濟效益顯著。項目突破了高滲透率可再生能源併網的電壓控制難題，實現了電網無功可控資源高效利用，為可再生能源發展提供了關鍵技術保障，同時節約了社會投資，優化了能源供給結構，為江蘇綠色能源和經濟社會又好又快發展提供了堅實支撐。