风电场 出线俩端 电能计量不一致原因分析

风电场 出线俩端 电能计量不一致原因分析

钱进

内蒙古电力科学研究院 内蒙古 呼和浩特 010000

摘要：近年来，内蒙古自治区风电的大规模接入给电网电能计量带来一定的影响，提出了风电场安装无功补偿装置时容量的配置原则。在无功补偿容量配置合理的情况下，只要交易双方划清损耗的归属，便可以实现准确的结算。

关键词：风电场；无功补偿；无功电能；计量；线路自然功率；容性无功功率

由于风电场接人电网有着入网数量多、接入点集中等特点，蒙西电网风电场以及风电场供用网关口点数量迅速增加，许多风电场出现无功电能计量不准确、线路两端无功电能计量值不一致的问题，给交易双方在进行结算及无功电量考核时带来争议。为解决该问题，选择有代表性的风电场安装了功率监测系统，采集数据并比对计量表计的电量值，进行了分析研究。

1风电场电能量计量问题

1.1风电能量计量数据的采集

风电场通常只有一条出线，对端变电站内计量点为主计量点，该处表计所计量的有功电能及无功电能为结算电能量；风电场内计量点为副计量点，该处表计所计量的有功电能及无功电能为考核电量，与主计量点的数据进行比对。通过对两端表计的计量值的数据比对进行计量数据准确性的分析。

1.2典型风电场电熊量计量数据比对分析

2017年7月，电能计量检测中心对采集、到的具有代表性的锡林郭勒国泰风电场、国华锡林、郭勒风电场及对端灰腾梁220kV汇集站的电能量

数据，进行比对分析，结果见表1、表2。

表1锡林郭勒国泰风电场及对端灰腾梁220kV汇集站电能量数据比对

表2国华锡林郭勒风电场及对端灰腾梁220kv汇集站电能量数据比对

分析比对后发现，有功电能计量数据一致性较好基本没有问题，但无功电能计量值两端表计存在较大差异，并且无规律可循，两端不一致性较大。

2风电场无功电能计量数据采集试验分析

2.1试验地点及研究对象

乌兰察布市化德地区有5座风电场，分别是中海油风电场、湘投国际汇德风电场、华能通顺风电场、国税长顺风电场、长春风电场。中海油风电场通过长春风电场串接至兴广220kv变电站，其他3座风电场均独立接人兴广220kV变电站。

2.2数据采集分析．

由于采集的数据较多，本文只分析具有代表性的部分数据。

2.2.1湘投国际汇德风电场及对端兴广220kV变电站无功电能计量比较

2.2.1.1采集数据分析结果

对湘投国际汇德风电场及对端兴广220kV变电站2017—03—01的15min电能量值(具体数据省略)进行比较，得到如下结论：(1)湘投国际汇德风电场在2017-03一Ol的运行过程中未投入无功补偿电容器，致使风电场吸收电网无功功率。(2)两端无功电能计量始终存在差异，且差值在一定范围内波动。

2.2.2华能通顺风电场及对端兴广220kV变电站无功电能计量比较

2.2.2.1采集数据分析结果

对华能通顺风电场及对端兴广220kV变电站2017_03—0l15min电能量值(具体数据省略)进行比较，得到如下结论：(1)华能通顺风电场在2011-03—01的运行过程中投入无功补偿电容器，发出无功功率。(2)两端无功电能计量均存在差异，且差值在一定范围内波动。(3)两端无功电能计量差值与发电量呈负相关关系，即发电量增大，差值有相关减小。

2.2.2.2风电场侧、变电站侧无功电能计量及两者差值关系

根据采集的数据绘制相应的折线图，反映风电场侧、变电站侧无功电能计量及两者差值的关系，(1)当风电场发出无功功率时，流人变电站的无功功率总大于流出风电场的无功功率，即线路处于发无功功率的状态。(2)风电场侧与变电站侧无功电能计量差值基本保持恒定。

2.2.2.3风电场发电量与线路两端无功电能计量差值关系

风电场发电量同线路两端无功电能计量差值的关系曲线，由于发电量远大于线路两端无功电能计量的差值，为了直观显示，将差值均乘以10，与发电量曲线进行对比。线路两端的无功电能计量差值与发电量呈负相关关系，即当发电量增大时，线路两端的无功电能计量差值减小，根据曲线的对称度，负相关关系具有一定的线性规律。

3理论分析及验证

3.1输电线路的无功功率损耗

交流输电线路的主要参数包括串联电阻、串联电抗和并联电导、并联电容。输电线路输送功率时，串联电抗上的电流滞后于电压，串联电抗吸收无功功率；并联电容上的电压滞后于电流，并联电容发出无功功率。串联电抗吸收的无功功率与流过输电线路电流的平方成正比，因此串联电抗吸收的无功功率随负荷大小的变化而变化。并联电容发出的无功功率与输电线路电压的平方成正比，当线路电压维持在标称电压允许的范围内时，并联电容发出的无功功率基本保持恒定。

3.2风电场的无功功率调节

一般来说，在负荷点适当地装设无功功率补偿装置，可以减少线路上传输的无功功率，使无功、率就地平衡，从而降低线路上的功率损耗和电压损耗，提高负荷点的电压水平。

4结论及措施

4.1研究结论

因为输电线路容性无功功率与负荷大小关系不大，主要由线路长度和电压确定，故其大小变化甚微。感性无功功率决定于负荷大小，变化较大。当线路的输送功率小于线路的自然功率时，则感性无功功率小于容性无功功率，线路发出的无功功率大于吸收的无功功率，输电线路输出容性无功功率。

4.2解决措施

(1)风电场安装无功功率补偿装置时，除考虑站内的无功功率损耗，还要考虑有能力补偿输电线路的无功功率损耗。(2)对于直接接人公共电网的风电场，其配置的容性无功容量除能够补偿并网点以下风电场汇集系统及主变压器的感性无功功率损耗外，还要能够补偿风电场满发时送出线路一定的感性无功功率损耗；其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路一定的充电无功功率。

参考文献：

1. 李茜昕.变电站电能计量误差的原因分析及解决措施[J].冶金丛刊,2018,000(016):91-92.

2. 吴奇,李冰,刘田,等.用电信息采集系统电能计量数据异常原因分析[J].区域治理,2018,000(032):172.、

3. 齐小波.电能计量产生误差的原因分析及电量退补的研究[J].山东工业技术,2019,000(007):215.、