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千万千瓦级风光发电集群控制关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TK81
  • 关键词:
  • 成果简介:
    大力发展可再生能源是中国实现绿色低碳能源战略的关键途径。2009年酒泉获批成为中国第一个千万千瓦级风电基地,2013年敦煌启动建设百万千瓦光电基地。但源于风光资源波动性、随机性、间歇性等特性,风光电集群难调度、难控制,成为世界性难题。尤其是2011年酒泉发生4次大规模风机脱网事故、高弃风弃光率问题,风光电消纳与电网安全运行的矛盾日益凸显,亟需填补千万千瓦级风光发电集群控制技术空白。依托国家863计划、甘肃省科技专项等,项目团队历时5年的产学研联合攻关,突破千万千瓦级风光集群控制的对象特性分析与建模、稳态和暂态控制方法、一体化集成技术与核心装备研制等系列难题,取得了5项创新性成果:①提出考虑上下游效应的大规模风光电资源实时监测网络优化布局方法,以最少量测点实现大范围资源的完整监测;提出风光资源可发电能力的“时间-空间-特性”三维动态状态估计技术,在国际上首次实现千万千瓦级风光电集群资源可发电量的动态评估,精度95.36%;②提出风光电集群“电磁暂态-机电暂态-准稳态”多时间尺度和“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模方法,风光集群模型误差小于2.5%、计算速度提高10倍;③提出风光电站动态分群、群间协调、群内优化、分段解耦/耦合自适应的有功无功协调控制方法,降低风光电波动幅值60%,提高现有网络输电能力5%-10%;④提出多策略优化组合、快速集群计算、在线/离线自适应切换、就地冗余补救和上级支援补救的风光电集群安全稳定紧急控制方法,实现在1分钟内完成150个风电场、200个光伏电站、2000条馈线的暂态安全稳定紧急控制优化策略的计算;⑤提出并设计多时空协调的风光电集群“执行站-子站-主站-调度中心站”四级闭环控制架构,研制110kV/330kV风光电场站、110kV/330kV/750kV并网变电站和调度中心站的有功-无功-安稳一体化的系列控制装置,首次建成千万千瓦级多层级广域分布的风光电集群控制系统,并在河西地区示范应用。项目获授权发明专利33项,国际PCT2项,发表SCI/EI论文53篇,出版专著1部,编制技术规范(送审稿)3项,软著20项。在河西走廊首次建成了千万千瓦级风光电的集群控制系统示范工程,完全覆盖河西走廊82个风电场(1271万千瓦)和135个光伏电站(680万千瓦)。建成了包含44座测风塔,18座测光站的风光资源实时监测网络与数据支撑平台,实现了河西走廊的风光资源实时监测。系统自2013年投运后,甘肃电网未发生大规模风光电脱网事故,同时提升河西风光电基地外送通道的输电能力15%,推动了风光电场站并网调度管理技术进步,实现了风光电的“三公”调控。该项目填补了国际千万千瓦级风光电集群控制技术的空白,实现了中国大规模新能源控制技术从跟跑到领跑的跨越。
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