新能源电站涉网性能测试方法与并网运行稳定性评估

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沈明荣1 杨可可2

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摘要

本文围绕新能源电站涉网性能测试方法与并网运行稳定性评估展开研究,从功率控制与调节特性、电压与频率响应特性以及低电压穿越与故障穿越能力等方面,提出了一套系统的测试方案。通过构建并网运行状态监测与数据采集系统,建立运行稳定性指标体系,并采用科学的评估方法对测试结果进行分析。研究结果表明,该测试方法能够全面反映新能源电站的涉网性能,评估体系能够客观评价并网运行稳定性,为电站并网验收与运行优化提供重要依据。本文的研究为新能源电站安全稳定并网运行提供了技术支撑与实践指导。


关键词

新能源电站;涉网性能测试;功率控制;电压频率响应;低电压穿越;并网稳定性评估;数据采集

正文


1 引言

随着新能源发电在电力系统中占比不断提升,新能源电站的涉网性能与并网运行稳定性成为保障电网安全的重要因素。由于新能源发电具有间歇性与波动性特征,其功率输出、电压与频率响应及故障穿越能力等方面的表现,直接影响电网的调节能力与运行安全。本文围绕新能源电站涉网性能测试方法与并网运行稳定性评估展开研究,旨在建立科学完善的测试方案与评估体系,通过功率控制特性、电压与频率响应及低电压穿越能力等关键指标的测试,全面掌握电站涉网性能。结合实时监测与数据分析,构建运行稳定性评价模型,为电站并网验收、运行优化与电网调度提供技术支持,促进新能源电力的高效利用与安全并网。

2 涉网性能测试方法

2.1 功率控制与调节特性测试

    功率控制与调节特性是衡量新能源电站响应电网调度指令能力的重要指标。测试过程中,需模拟不同运行工况下的功率变化需求,包括功率提升、降低与恒定输出等场景,考察电站的调节速度、精度与稳定性。同时,应测试电站在额定功率与部分负荷状态下的控制性能,以全面反映其在不同出力水平下的调节能力。

在测试实施中,应采用高精度功率测量设备,确保数据采集的准确性与连续性。通过设定不同的功率目标值,记录实际输出与目标值之间的偏差及调整时间,分析控制系统的响应特性。此外,还需关注功率调节过程中电压与频率的波动情况,评估其对电网运行的影响。通过系统的功率控制与调节特性测试,可为电站优化控制策略、提升调度响应能力提供依据[1]

2.2 电压与频率响应特性测试

    电压与频率响应特性测试旨在验证新能源电站在电网电压或频率发生变化时的适应性与调节能力。电压响应测试包括电压偏差调节、无功功率支撑与电压稳定控制等内容,需模拟不同电压扰动场景,观察电站的无功输出与电压恢复表现。频率响应测试则需模拟电网频率波动,考察电站的有功功率调节与频率稳定控制能力。

在测试过程中,应精确控制扰动参数,确保测试条件的可重复性与可比性。同时,需同步记录电网侧与电站侧的电气参数,包括电压、电流、功率因数与频率等,以便全面分析响应特性。测试结果可用于评估电站的电网支撑能力,为电网调度部门制定运行策略提供参考。通过系统的电压与频率响应特性测试,可有效提升新能源电站与电网的协调运行能力。

2.3 低电压穿越与故障穿越能力测试

    低电压穿越与故障穿越能力是新能源电站并网运行的关键技术要求,直接关系到电网故障期间的安全稳定。低电压穿越测试需模拟电网电压跌落事件,考察电站在不同跌落深度与持续时间下的运行表现,包括有功与无功功率输出、并网状态保持能力及故障后的恢复特性。故障穿越能力测试则需模拟各类电网故障,验证电站的保护动作逻辑与安全脱离机制[2]

在测试实施中,应采用专业的故障模拟设备,精确复现各类故障波形与参数。测试过程中需密切监测电站的关键运行参数与保护动作状态,确保测试结果的准确性与可靠性。同时,应结合电网安全要求,制定完善的测试安全预案,防止测试过程对电网与设备造成不良影响。通过系统的低电压穿越与故障穿越能力测试,可验证电站的故障应对策略,提升其并网运行的安全性与稳定性。

3 并网运行稳定性评估

3.1 并网运行状态监测与数据采集

并网运行状态监测是保障新能源电站安全稳定运行的重要基础。应在电站关键位置布置监测装置,包括升压站母线、主变压器高低压侧、集电线路及并网联络线等,实现对电压、电流、功率、频率及功率因数等参数的连续采集。同时,需对风电机组、光伏逆变器、储能变流器等主要设备的运行状态进行实时监控,及时掌握设备健康状况与潜在异常。

数据采集系统应具备高速、高精度与高可靠性的特点,采用标准化通信协议与接口,确保不同厂家设备的数据能够有效集成。数据存储应采用分布式或云平台架构,实现历史数据的长期保存与快速检索。此外,应建立数据质量控制机制,对采集到的原始数据进行有效性校验与异常剔除,确保用于评估的数据源准确可靠。通过完善的监测与采集体系,可为后续稳定性分析与故障诊断提供全面、系统的数据支持。

3.2 运行稳定性指标体系构建

运行稳定性指标体系应综合反映新能源电站在不同工况与外部条件下的运行表现。指标设置需涵盖功率输出稳定性、电压与频率调节能力、低电压穿越与故障穿越性能等核心方面。同时,应引入设备运行状态与健康管理指标,如变流器运行效率、变压器温升、保护装置动作准确率及设备故障率等,全面衡量系统运行健康状况[3]

在指标体系构建过程中,应遵循科学性、系统性与可操作性原则,明确各项指标的定义、计算方法与评价标准。通过层次分析或专家打分等方法,对不同指标赋予合理权重,形成电站整体运行稳定性评分。此外,应建立指标动态更新机制,根据技术发展与电网要求调整指标构成与权重分配。该体系不仅可为日常运行监控提供量化依据,也可作为并网验收、性能优化与设备更新的重要参考。

3.3 评估方法与结果分析

评估方法应结合监测数据特点与评估目标,采用定量分析与定性评价相结合的方式。常用方法包括统计分析、趋势预测、对比评估及综合评分等。通过对运行数据的多维度分析,可揭示电站在不同季节、不同电网条件下的稳定性变化规律,识别影响稳定性的关键因素。

在结果分析中,应重点关注指标偏离正常范围的情况及其可能原因,如设备性能下降、控制策略不合理、外部电网扰动或环境因素变化等。针对发现的问题,应提出有针对性的改进建议,包括优化控制参数、调整设备运行策略、加强维护保养或进行必要的技术改造。同时,应建立评估结果反馈机制,将分析结论应用于后续运行管理与技术改进,形成闭环管理模式。通过持续的评估与优化,可不断提升新能源电站的并网运行稳定性,为电网安全可靠运行提供有力保障。

4 结语

本文围绕新能源电站涉网性能测试方法与并网运行稳定性评估展开研究,提出了涵盖功率控制与调节特性、电压与频率响应特性及低电压穿越与故障穿越能力的系统测试方案。通过构建完善的并网运行状态监测与数据采集体系,建立科学的运行稳定性指标体系,并采用多维度评估方法对测试结果进行分析,全面反映了电站的涉网性能与运行稳定性。研究结果表明,该测试与评估体系能够为新能源电站并网验收、运行优化与调度决策提供可靠依据,有效提升电站与电网的协调运行能力。未来可进一步优化测试方法与评估模型,推动新能源电力的安全高效利用。

参考文献

[1]卜晓坤.新能源并网电站涉网性能无功优化方法[J].通信电源技术,2022,39(17):12-15.

[2]顾文,丁然,颜全椿.新能源场站涉网性能提升技术及装置研发[J].安装,2023(S01):182-183.

[3]赵小阳,盛文杰,陶聪,何卓林.储能电站并网性能检测方法研究[J].水电与新能源,2025,39(2):91-94.

 

 


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