提升高占比新能源電網(wǎng)安全運(yùn)行水平

近年來,西北電網(wǎng)新能源規(guī)模快速增長,從200萬千瓦到近9000萬千瓦僅用了9年時(shí)間。目前新能源裝機(jī)近9000萬千瓦,裝機(jī)占比35%,裝機(jī)負(fù)荷比已超100%,是我國區(qū)域電網(wǎng)中新能源裝機(jī)及占比最大的地區(qū),風(fēng)電和光伏成為僅次于火電的第二、第三大電源。其中,甘肅、青海、寧夏的新能源穿透率(新能源裝機(jī)/用電負(fù)荷)均已超過130%(最大的青海為155%),與德國、丹麥等新能源富集國家相當(dāng)。而傳統(tǒng)的新能源場站幾乎不參與電網(wǎng)電壓控制和調(diào)整,這不僅造成了新能源接納面臨重重困難,也給西北電網(wǎng)帶來了巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

隨著西北新能源基地集約化開發(fā)進(jìn)程的推進(jìn),西北電網(wǎng)運(yùn)行特性不斷改變,形成以特高壓直流大規(guī)模集中外送為特征的大送端格局,電網(wǎng)頻率、功角、電壓問題并存,其中電壓控制問題處理不當(dāng),可能引發(fā)頻率及功角問題,電壓問題是“隱形的牛鼻子”。西北電網(wǎng)的電壓問題,是影響西北電網(wǎng)安全穩(wěn)定的“導(dǎo)火索”,也是新能源消納和直流送出的瓶頸。

推動新能源機(jī)組源網(wǎng)協(xié)調(diào)性能提升是解決新能源安全接納的基礎(chǔ)工作之一。國網(wǎng)西北分部此項(xiàng)工作一直走在全國前列,在新能源機(jī)組電壓低穿及高穿、頻率調(diào)節(jié)及耐受能力、機(jī)電暫態(tài)建模和參數(shù)優(yōu)化、暫態(tài)有功無功優(yōu)化控制等涉網(wǎng)方面,已取得了一系列成果。

為了解決高占比新能源及大容量特高壓直流外送形勢下電壓安全風(fēng)險(xiǎn)大、控制難度高等難題,國網(wǎng)西北分部按照“分中心統(tǒng)一組織、省調(diào)控中心配合、新能源場站具體實(shí)施”的原則,主動組織西北五?。▍^(qū))調(diào)控中心、清華大學(xué)、新能源場站等單位,聯(lián)合攻關(guān),開展了風(fēng)電、光伏無功參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)領(lǐng)域的研究與示范應(yīng)用工作,取得了重大技術(shù)創(chuàng)新成果。

2014年起,國網(wǎng)西北分部開始實(shí)施高占比新能源電網(wǎng)電壓安全評估和協(xié)調(diào)優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。該項(xiàng)目突破了僅以降低網(wǎng)損、消除電壓越限為目標(biāo)的傳統(tǒng)控制模式,首次實(shí)現(xiàn)了大電網(wǎng)內(nèi)常規(guī)電源、常規(guī)場站低容和低抗、大容量FACTS、新能源場站機(jī)組及動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)亩噘Y源優(yōu)化協(xié)調(diào)控制,以及網(wǎng)省場三級多電壓等級的優(yōu)化協(xié)調(diào)控制。

在該項(xiàng)目的實(shí)施過程中,國網(wǎng)西北分部首次提出了特高壓直流送出的大規(guī)模新能源電網(wǎng)的電壓安全控制方法、故障異常情況下的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)緊急控制方法;針對新能源場站事故前、事故中、事故后電壓控制存在的問題,利用新能源自動電壓控制及系統(tǒng)保護(hù)協(xié)控系統(tǒng),優(yōu)化電壓控制策略,合理調(diào)配各種可用資源,首次實(shí)現(xiàn)電壓全過程管控。項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

截至2018年年底,西北電網(wǎng)計(jì)及高占比新能源的多無功資源和多電壓等級協(xié)調(diào)控制特高壓直流送端電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)網(wǎng)省地三級主站已接入163座220千伏及以上常規(guī)電廠、359座220千伏及以上變電站和680座新能源場站,接入新能源裝機(jī)容量約5000萬千瓦,建成了全球接入新能源容量最大的區(qū)域新能源自動電壓控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)正式投運(yùn)后,在實(shí)際運(yùn)行中提升大電網(wǎng)管控能力和經(jīng)濟(jì)效益效果顯著,一方面有力保證了電網(wǎng)電壓平穩(wěn)精準(zhǔn)控制,新能源匯集區(qū)域電壓波動率顯著下降,電壓合格率顯著提高,并且有效降低了網(wǎng)損和值班人員工作強(qiáng)度,大幅減少了人工參與調(diào)壓操作次數(shù),保證了2017年、2018年青海全清潔能源供電期間電壓平穩(wěn)精準(zhǔn)控制;另一方面,通過該系統(tǒng)預(yù)留新疆聯(lián)網(wǎng)通道可控高抗檔位,提升通道輸電能力90萬千瓦,以緩解西北電網(wǎng)新能源消納壓力。同時(shí)依托系統(tǒng)建設(shè),國網(wǎng)西北分部積極總結(jié)研究成果與建設(shè)經(jīng)驗(yàn),獲國家發(fā)明專利授權(quán)2項(xiàng),發(fā)表論文3篇,牽頭和參與制定了《風(fēng)電場和光伏電站自動電壓控制技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng),編制了《西北電網(wǎng)新能源自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)定(試行)》《西北電網(wǎng)新能源場站AVC子站技術(shù)規(guī)范(試行)》等西北區(qū)域電網(wǎng)管理規(guī)定3項(xiàng),推廣西北電網(wǎng)在新能源無功參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)領(lǐng)域的相關(guān)成果。

未來,西北電網(wǎng)還將通過在系統(tǒng)中引入新能源發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù),接入應(yīng)用“調(diào)相機(jī)”這一新元素,開展基于模型預(yù)測控制的多時(shí)間尺度靜、動態(tài)無功協(xié)調(diào)優(yōu)化控制功能模塊研究與創(chuàng)新示范,立足于緩解大規(guī)模聚集型新能源送出基地與特高壓直流間的耦合問題,以阻斷連鎖為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)事故前、事故中及事故后的自律-協(xié)同全過程電壓控制。

關(guān)鍵詞: 區(qū)塊鏈, 新能源

主辦單位:中國電力發(fā)展促進(jìn)會  網(wǎng)站運(yùn)營:北京中電創(chuàng)智科技有限公司    國網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司  銷售熱線:400-007-1585
項(xiàng)目合作:400-007-1585 投稿:63413737 傳真:010-58689040 投稿郵箱:yaoguisheng@chinapower.com.cn
《 中華人民共和國電信與信息服務(wù)業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證 》編號:京ICP證140522號 京ICP備14013100號 京公安備11010602010147號

提升高占比新能源電網(wǎng)安全運(yùn)行水平

作者:程林  發(fā)布時(shí)間:2019-02-20   來源:電力網(wǎng)

近年來,西北電網(wǎng)新能源規(guī)??焖僭鲩L,從200萬千瓦到近9000萬千瓦僅用了9年時(shí)間。目前新能源裝機(jī)近9000萬千瓦,裝機(jī)占比35%,裝機(jī)負(fù)荷比已超100%,是我國區(qū)域電網(wǎng)中新能源裝機(jī)及占比最大的地區(qū),風(fēng)電和光伏成為僅次于火電的第二、第三大電源。其中,甘肅、青海、寧夏的新能源穿透率(新能源裝機(jī)/用電負(fù)荷)均已超過130%(最大的青海為155%),與德國、丹麥等新能源富集國家相當(dāng)。而傳統(tǒng)的新能源場站幾乎不參與電網(wǎng)電壓控制和調(diào)整,這不僅造成了新能源接納面臨重重困難,也給西北電網(wǎng)帶來了巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

隨著西北新能源基地集約化開發(fā)進(jìn)程的推進(jìn),西北電網(wǎng)運(yùn)行特性不斷改變,形成以特高壓直流大規(guī)模集中外送為特征的大送端格局,電網(wǎng)頻率、功角、電壓問題并存,其中電壓控制問題處理不當(dāng),可能引發(fā)頻率及功角問題,電壓問題是“隱形的牛鼻子”。西北電網(wǎng)的電壓問題,是影響西北電網(wǎng)安全穩(wěn)定的“導(dǎo)火索”,也是新能源消納和直流送出的瓶頸。

推動新能源機(jī)組源網(wǎng)協(xié)調(diào)性能提升是解決新能源安全接納的基礎(chǔ)工作之一。國網(wǎng)西北分部此項(xiàng)工作一直走在全國前列,在新能源機(jī)組電壓低穿及高穿、頻率調(diào)節(jié)及耐受能力、機(jī)電暫態(tài)建模和參數(shù)優(yōu)化、暫態(tài)有功無功優(yōu)化控制等涉網(wǎng)方面,已取得了一系列成果。

為了解決高占比新能源及大容量特高壓直流外送形勢下電壓安全風(fēng)險(xiǎn)大、控制難度高等難題,國網(wǎng)西北分部按照“分中心統(tǒng)一組織、省調(diào)控中心配合、新能源場站具體實(shí)施”的原則,主動組織西北五?。▍^(qū))調(diào)控中心、清華大學(xué)、新能源場站等單位,聯(lián)合攻關(guān),開展了風(fēng)電、光伏無功參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)領(lǐng)域的研究與示范應(yīng)用工作,取得了重大技術(shù)創(chuàng)新成果。

2014年起,國網(wǎng)西北分部開始實(shí)施高占比新能源電網(wǎng)電壓安全評估和協(xié)調(diào)優(yōu)化控制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。該項(xiàng)目突破了僅以降低網(wǎng)損、消除電壓越限為目標(biāo)的傳統(tǒng)控制模式,首次實(shí)現(xiàn)了大電網(wǎng)內(nèi)常規(guī)電源、常規(guī)場站低容和低抗、大容量FACTS、新能源場站機(jī)組及動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)亩噘Y源優(yōu)化協(xié)調(diào)控制,以及網(wǎng)省場三級多電壓等級的優(yōu)化協(xié)調(diào)控制。

在該項(xiàng)目的實(shí)施過程中,國網(wǎng)西北分部首次提出了特高壓直流送出的大規(guī)模新能源電網(wǎng)的電壓安全控制方法、故障異常情況下的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)緊急控制方法;針對新能源場站事故前、事故中、事故后電壓控制存在的問題,利用新能源自動電壓控制及系統(tǒng)保護(hù)協(xié)控系統(tǒng),優(yōu)化電壓控制策略,合理調(diào)配各種可用資源,首次實(shí)現(xiàn)電壓全過程管控。項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

截至2018年年底,西北電網(wǎng)計(jì)及高占比新能源的多無功資源和多電壓等級協(xié)調(diào)控制特高壓直流送端電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)網(wǎng)省地三級主站已接入163座220千伏及以上常規(guī)電廠、359座220千伏及以上變電站和680座新能源場站,接入新能源裝機(jī)容量約5000萬千瓦,建成了全球接入新能源容量最大的區(qū)域新能源自動電壓控制系統(tǒng)。

系統(tǒng)正式投運(yùn)后,在實(shí)際運(yùn)行中提升大電網(wǎng)管控能力和經(jīng)濟(jì)效益效果顯著,一方面有力保證了電網(wǎng)電壓平穩(wěn)精準(zhǔn)控制,新能源匯集區(qū)域電壓波動率顯著下降,電壓合格率顯著提高,并且有效降低了網(wǎng)損和值班人員工作強(qiáng)度,大幅減少了人工參與調(diào)壓操作次數(shù),保證了2017年、2018年青海全清潔能源供電期間電壓平穩(wěn)精準(zhǔn)控制;另一方面,通過該系統(tǒng)預(yù)留新疆聯(lián)網(wǎng)通道可控高抗檔位,提升通道輸電能力90萬千瓦,以緩解西北電網(wǎng)新能源消納壓力。同時(shí)依托系統(tǒng)建設(shè),國網(wǎng)西北分部積極總結(jié)研究成果與建設(shè)經(jīng)驗(yàn),獲國家發(fā)明專利授權(quán)2項(xiàng),發(fā)表論文3篇,牽頭和參與制定了《風(fēng)電場和光伏電站自動電壓控制技術(shù)導(dǎo)則》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng),編制了《西北電網(wǎng)新能源自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)定(試行)》《西北電網(wǎng)新能源場站AVC子站技術(shù)規(guī)范(試行)》等西北區(qū)域電網(wǎng)管理規(guī)定3項(xiàng),推廣西北電網(wǎng)在新能源無功參與電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)領(lǐng)域的相關(guān)成果。

未來,西北電網(wǎng)還將通過在系統(tǒng)中引入新能源發(fā)電預(yù)測數(shù)據(jù),接入應(yīng)用“調(diào)相機(jī)”這一新元素,開展基于模型預(yù)測控制的多時(shí)間尺度靜、動態(tài)無功協(xié)調(diào)優(yōu)化控制功能模塊研究與創(chuàng)新示范,立足于緩解大規(guī)模聚集型新能源送出基地與特高壓直流間的耦合問題,以阻斷連鎖為目標(biāo),實(shí)現(xiàn)事故前、事故中及事故后的自律-協(xié)同全過程電壓控制。

      關(guān)鍵詞:電力, 新能源


稿件媒體合作

  • 我們竭誠為您服務(wù)!
  • 我們竭誠為您服務(wù)!
  • 電話:010-63413737

廣告項(xiàng)目咨詢

  • 我們竭誠為您服務(wù)!
  • 我們竭誠為您服務(wù)!
  • 電話:010-63415404

投訴監(jiān)管

  • 我們竭誠為您服務(wù)!
  • 電話:010-58689065