《河北省发展和改革委员会关于印发<冀北电网2025年电力中长期交易工作方案>的通知》（冀发改运行[2024]1633号）文件：“新能源企业年度分月、月度交易上限，暂按前三年（2021－2023年）分地市当月平均利用小时的50%确定（平价新能源项目按70%确定），配建调相机的项目交易上限按1.3倍执行。绿电交易电量、新能源外送交易均在交易上限以内开展。根据新能源发电和交易开展情况适时调整交易上限。”
鉴于目前冀北电网中长期交易主要为绿电交易，绿电交易（中长期的一个品种）电价在0.4-0.42元/kWh之间不等，冀北燃煤基准电价0.372元/kWh，也就是说参加中长期交易的比例越高，那么新能源场站的收益越好。
那么为何配建调相机后，会给予新能源场站优惠政策，调相机在新型电力系统中主要发挥何种作用？
一、调相机的本质：电网的“无功调节阀”
在深入探讨调相机之前，我们首先需要理解电力系统的“隐形需求”——无功功率。电力系统运行如同交响乐团的演奏，既需要“看得见的能量”（有功功率），也需要“看不见的支撑”（无功功率）。
调相机（Synchronous Condenser）是一种特殊设计的同步电机，其核心功能是通过动态调节无功功率来维持电网电压稳定。与传统发电机不同，调相机不直接输出有功功率，而是专注于无功功率的“吞吐”：
过励磁状态：当电网电压偏低时，调相机向系统注入容性无功，相当于为电网“充电”，提升电压水平；
欠励磁状态：当电压偏高时，调相机吸收感性无功，如同为电网“泄压”，防止电压崩溃。
这种双向调节能力使其成为电力系统中不可或缺的“电压调节阀”。
调相机工作原理
注：上图来自中能建华北电力设计院
二、新型电力系统的主要特征
随着“双碳”目标的推进，新型电力系统呈现三大特征：
新能源高渗透率：风电、光伏的间歇性导致电网惯量降低，电压波动加剧；
远距离输电常态化：特高压工程将西部清洁能源输送至东部负荷中心，但长距离输电易引发电压稳定问题；
电力电子设备占比提升：逆变器等设备缺乏传统同步发电机的惯性支撑，系统抗扰动能力下降。
三、调相机在新型电力系统中的作用
1、提升系统电压稳定性
在新型电力系统中，新能源发电占比不断提高。然而，风电、光伏等新能源发电具有间歇性、随机性和波动性的特点，这使得电网电压波动频繁。例如，在光照充足或风力较大时，新能源发电出力大幅增加，可能导致局部电网电压过高；而在天气变化导致新能源发电出力骤减时，又可能引发电压下降。调相机凭借其快速的无功调节能力，能够实时跟踪电网电压变化，及时输出或吸收无功功率，快速稳定电网电压。
像在一些新能源富集地区的电网中，安装调相机后，有效抑制了电压波动，保障了电力设备的正常运行，提高了供电可靠性。
2、增强电网短路容量
电网短路容量是衡量电网强弱的重要指标，短路容量不足会导致电网在故障时电压恢复能力弱，影响电力系统的稳定性。调相机的接入可以增加电网的短路容量，改善电网的电气结构。当电网发生短路故障时，调相机能够迅速提供短路电流，增强故障点的短路电流水平，使继电保护装置能够更可靠地动作，快速切除故障，减少故障对电网的影响范围和持续时间。
以某特高压输电工程为例，在送端电网安装调相机后，显著提升了电网的短路容量，提高了特高压输电系统的稳定性和输电能力。
3、解决新能源送出难题
随着新能源大规模集中开发，新能源发电的送出问题日益凸显。由于新能源场站远离负荷中心，输电线路较长，存在无功补偿不足、电压稳定性差等问题，导致新能源送出受限。分布式调相机应用于新能源场站，可有效解决这些问题。它能够为新能源场站提供次暂态、暂态、稳态的全过程电压支撑，提升新能源场站的短路比，增强新能源发电的稳定性和可靠性，提高新能源的外送能力。
例如，在冀北电网的一些新能源场站部署分布式调相机后，场站出力由原来装机容量的 30% - 40% 提升至 70% 以上，极大地促进了新能源的消纳。
4、提高电力系统稳定性
新型电力系统中，大量电力电子设备的应用改变了系统的惯性特性，使得系统抗干扰能力减弱，容易出现功率振荡等稳定性问题。调相机具有较大的转子惯量和快速响应能力，能够在系统发生功率振荡时，迅速调整无功功率输出，提供阻尼转矩，抑制功率振荡，恢复系统稳定运行。
如在河南南阳电网，鸭河口电厂 2 号机组改造增加调相机功能后，在电网突发系统振荡时，调相机快速响应，迅速平抑了系统振荡，有力保障了河南电网的稳定运行。
四、调相机应用案例
1、国网冀北电力新能源场站调相机应用
在冀北电网的张家口、承德等地区，拥有大规模新能源基地。由于新能源送出问题，部分地区通过降低新能源出力来保障电网安全稳定运行。为解决这一难题，国网冀北电力积极推进新能源场站部署分布式调相机。
例如，2022 年 12 月 14 日，位于承德的华润轿顶山风电场 1 号调相机顺利并网投运，该工程是国内首个纯交流送出新能源场站配套调相机项目。调相机并网后，场站出力由 40% 提升至 75%，不仅稳定了所在区域的电网电压，还对新能源送出站 500 千伏御道口变电站起到了电压支撑作用。2023 年 1 - 10 月，冀北电网投产调相机 8 台，总容量 19 万千乏，提升新能源电力送出能力 39 万千瓦，增发电量 1.7 亿千瓦时，有效促进了新能源消纳，为高比例新能源送出提供了有益实践参考。
2、甘肃首台分布式调相机示范项目
2024 年 10 月 21 日，甘肃首台分布式调相机示范项目在泰源桥南第三风电场成功并网。该项目位于酒泉市瓜州县，额定容量 50 兆乏，采用 “调相机 - 变压器组” 单元接线，接入 330 千伏桥南变。甘肃新能源发电具有间歇性、随机性、波动性特点，大规模接入电网后带来系统稳定问题。该分布式调相机可根据系统需求瞬时自响应提供或吸收无功功率，自动快速调节电网无功功率，助力系统电压迅速恢复，保障交直流输电通道安全运行。并网投运后，提高了直流近区新能源消纳能力 15 万千瓦，在保障、提升高比例新能源电网动态无功支撑和安全稳定运行中发挥了示范引领作用。
综上，调相机作为新型电力系统中的重要无功补偿设备，在提升系统电压稳定性、增强电网短路容量、解决新能源送出难题以及提高电力系统稳定性等方面发挥着关键作用。冀北电网为了鼓励新能源场站配建调相机，同时补偿新能源场站由于配建调相机而增加的成本，故在中长期交易中对配建调相机的新能源场站给予优惠政策。
