记者看到
一、技术名称:风电场、光伏电站集群控制技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:电力行业 新能源领域
四、该技术应用现状及产业化情况
我国规划 2020 年在甘肃、新疆、内蒙古、河北、吉林、江苏、山 东和黑龙江等地区建成九个千万千瓦级风电基地,其中部分地区同时 建设百万千瓦级光电基地,“规模化开发、集中并网”已成为我国可再 生能源开发利用的主要模式之一。风电场、光伏电站集群控制技术可 有效地平抑单一风场、光伏电站的随机性和波动性出力特性,形成规 模和外部调控特性与常规电厂相近的电源,具备灵活响应大电网调度 的能力,大幅度提高风电/光电的利用率。
目前,该技术已在甘肃酒泉 800 万千瓦风电场、300 万千瓦光伏 电站进行示范应用,共接入敦煌、酒泉等 5 个协调控制主站,瓜州、 玉门等 40 个控制子站,53 座风电场、18 座光伏电站、4 个火电厂, 厂站规模达到 120 个,每年可减少弃风、弃光发电量 5%左右,相当于 甘肃省每年增加发电量 10.4 亿 kWh,节约标准煤 33 万吨,减少碳排 放 78 万 tCO2。
五、技术内容
1. 技术原理
该技术通过配合大电网完成风-光-火-水协调调度、紧急控制,对 内协调控制各风电场、光伏电站、无功补偿设备等,采取集群内部的 在线有功控制、无功电压调整、运行优化和本地安全策略,进而提高 系统效率,减少弃风、弃光等现象发生。其应用主要基于以下几种研 究和技术:实时监测网络与数据支撑平台研究,联合功率预测及应用 支持系统研究,集群运行优化及安全稳定防线研究,风电场、光伏电 站集群控制策略研究,风/光电出力特性及建模验证和关键信息提取、 可视化与可扩展方面的关键技术等。
2. 关键技术
(1)基于测风测光网络和实时监测数据平台的风光电源的动态状 态估计技术
提出风光电源的动态状态估计方法,为风/光建模、联合功率预测 系统开发和风光集群在线控制提供基础数据支持;
(2)大型风电、光伏集群“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模技 术
提出大型风电、光伏集群“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模技 术,为分层集群控制奠定模型基础;
(3)大规模风光集群联合功率预测及其误差综合评估技术
提出大规模风光集群联合功率预测及其误差综合评估技术,为集
群控制系统提供关键决策依据;
(4)风电场、光伏电站集群有功、无功、安稳一体化控制技术
该技术通过集群方法实现内外分层协调控制,可有效提升网源协调能力。
3. 工艺流程
风光集群控制系统结构图见图 1。
图 1 风光集群控制系统结构图
六、主要技术指标
1.有功控制命令控制周期≤5min;新能源电站有功控制响应时间≤10s,控制偏差≤3MW;新能源电站申请更改有功出力计划的时间间 隔≤1min;
2.电压控制命令控制周期≤5min;无功控制命令控制周期≤1min; 新能源电站电压控制响应时间≤120s,控制偏差≤0.5kV;
3.调度中心站安全稳定控制策略在线刷新周期≤5min;厂站端控制 装置本地整组动作时间≤30ms,系统整组动作时间≤100ms;
4.重要模拟量更新周期≤3s;开关量状态变化传送时间≤2s;场站 侧命令执行时间≤1s。
七、技术鉴定情况
该技术已获得国内发明专利 12 项,获得实用新型 10 项目;软件 著作权 25 项;制定技术标准 20 项;出版专著 3 本。 八、典型用户及投资效益
典型用户:甘肃酒泉千万千瓦风电基地、百万千瓦光电基地等。 典型案例
案例名称:酒泉大规模风、光集群控制系统示范工程 建设规模:建成覆盖 800 万千瓦风电场、300 万千瓦光伏电站的
新能源集群控制系统示范工程。建设条件:风、光集群控制系统示范 工程为四级控制体系,分别为调度中心站、控制主站、控制子站和执 行站,风电场、光伏电站升压站作为控制子站,各个风电场、光伏电 站作为执行站。主要建设内容:建设以测风塔、测光站为主的资源监 测网络,覆盖风电基地、光电基地的运行监测网络,集群控制系统调 度中心站、控制主站、控制子站、执行站的建设。主要设备为 44 座测风塔、18 座测光站,1 个调度中心站、5 个控制主站、40 个控制子站、75 个执行站。项目总投资 7880 万元,建设期为 36 个月。应用风电场、 光伏电站集群控制技术每年可减少弃风、弃光发电量 5%左右,产生年 经济效益 6.3 亿元,可节约标准煤 33 万 t,减少碳排放约 78 万 tCO2, 碳减排成本约 100 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
随着我国新能源发展战略的持续推进,在今后一段时期内我国大 规模风电基地、光电基地的建设还会保持高速发展态势,风电场、光 伏电站集群控制系统将具有广阔的发展空间和推进应用前景。预计未 来 5 年,该技术可推广应用 30 套,包括 10 套中心站和约 1000 套厂站 端装备,年可以减少弃风、弃光电量约 63 亿 kWh,可减少碳排放 468 万 tCO2。
责任编辑：solar_robot
