与新能源发电场“联姻”调相机为大电网安全运行保驾

21台分布式调相机全部投产后，可直接提升青海海南州地区新能源外送能力350万千瓦，预计年均增发新能源电量70.2亿千瓦时，若全部输送至华中地区，年均可替代当地火电原煤318.9万吨，减排二氧化碳574.2万吨，经济效益良好，节能减排收益显著。

截至2月15日，位于青海省共和县新能源基地内的世界最大规模新能源调相机群累计增发新能源电量7.85亿千瓦时，并且全部输送至华中地区，相当于替代当地火电原煤35.66万吨，减排二氧化碳64.21万吨。

1月23日，青海海南新能源基地最后3台50兆乏新能源调相机完成168小时正式运行，标志着世界最大规模新能源分布式调相机群在青海全面建成投运，这也对未来国内其他大型清洁能源基地的建设、运行及外送消纳提供了成功示范。

被誉为电网“稳压器”的调相机在电网侧早已大规模应用，且技术成熟、产品丰富。然而，国内外尚无调相机在新能源场站应用的先例。此次调相机与新能源发电场的首度“联姻”，成为我国在电源侧大规模分布式调相机技术创新方面的有益探索。在实现碳达峰、碳中和目标背景下，我国正以清洁能源产业全力推动能源清洁低碳转型。

新能源高占比带来暂态过电压问题

寒冬时节，共和县晴空万里，成片的光伏板熠熠生辉，风力发电机的巨大叶片迎风转动……千万千瓦级新能源基地正把丰富的太阳能和风能转化为清洁电能。凭借得天独厚的资源禀赋，青海电网已经成为全国清洁能源、新能源发电装机占比最高的省域电网。

为实现青海新能源电力大规模外送消纳，2018年11月7日，起于共和县、连接青藏高原和中原大地的世界首个新能源远距离输送大通道——±800千伏青海至河南特高压直流输电工程（以下简称青豫直流工程）开工建设。这个新能源大通道额定容量为800万千瓦，年满负荷输送电量达400亿千瓦时。

国网青海省电力公司（以下简称国网青海电力）调控中心系统运行处处长陈春萌介绍，青豫直流工程新能源电源装机规模大、占比高，电压支撑能力相对薄弱，导致了较为严重的暂态过电压问题，对电网设备设施的安全运行造成威胁，这也成为阶段性制约青豫直流工程送出能力的主要因素。

解决系统暂态过电压问题，需从电网侧和新能源发电侧两头发力。为此，国网青海电力在青豫直流工程的起点——±800千伏青南换流站配置了4台30万千乏调相机。调相机2020年建成投产后，电网侧换流站的暂态过电压问题得以有效解决。

暂态过电压的最高点出现在新能源发电侧，如何抑制新能源发电侧的暂态过电压问题，此前并无经验可借鉴，亟待突破创新。

为新能源场站创新研究分布式调相机

调相机在电网侧早已大规模应用，然而国内外尚无调相机在新能源场站应用的先例。

2019年，在国家电网有限公司（以下简称国家电网公司）的统筹指导下，国家电网公司西北分部、国网青海电力、中国电力科学研究院有限公司、国网经济技术研究院有限公司等单位深入研究、科学论证，提出了在青海海南州地区4个新能源汇集站安装21台50兆乏分布式调相机的解决方案，并进一步明确了分布式调相机的具体性能指标。

“此次安装的分布式调相机是一种布置在新能源发电站内，高度集成化的小容量同步调相设备，具备优异的暂态稳态特性和无功调节能力，对维持电力系统电压稳定起到了重要作用，同时可提高系统短路容量和短路比，从而支撑新能源电力大规模外送，为大电网安全稳定运行保驾护航。”陈春萌说。

新能源分布式调相机具有系统简单、集成度高、调节性能好等优点，既能发挥系统动态无功储备的作用，又能为新能源电站提供次暂态、暂态、稳态的全过程无功补偿与电压支撑，极大地提升了青豫特高压直流通道的新能源电力输送能力。