来自 能源节能 2019-11-05 06:31 的文章
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大基地 新萄京网址如何提升并网友好性?

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近日,国电南瑞研制的国内首套5MW储能虚拟同步机在张北国家风光储输示范基地成功示范运行。该产品能有效支撑大型新能源发电场站进行有功调频和无功调压,可有效解决新能源发电支撑能力不足等问题,有利于促进新能源大规模开发与利用。

获益特高压建设,我国风电消纳问题得以逐步改善,发展重心重回“三北”地区。尤其进入2019年,乌兰察布、兴安盟、青海海西州和海南州等大基地纷纷启动开发,成为我国风电竞价/平价发展的支柱力量。

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作为采用晶闸管换流阀的高压直流输电系统最常见的故障之一,换相失败会在特高压直流运行过程中造成送端电网短时电压过高,这就需要系统中的设备具备高电压穿越能力,避免导致风电大基地出现安全故障。对风电设备而言,如果不具备高穿能力,其外送将受到限制,对大基地规模化发展不利。

现场安装图

2017年各省电网公司外发了包括《国网甘肃省电力公司电力调度控制中心关于开展新能源发电厂耐高压能力整改工作的通知》、《宁夏电力调度关于开展新能源厂站高频高压穿越能力整改工作的通知》、《关于提高哈密地区新能源场站高电压耐受能力的通知》、《国网辽宁电力调控中心关于扎青特高压直流扎鲁特换流站近区风电网源协调改造的通知》等一系列文件,要求对新能源场站高电压适应性能力进行升级。

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文件还对已投运的风电机组未在规定时间内完成耐高压能力改造及不能保证运行期间机组端电压不超过额定电压的新能源发电企业,将采取预控出力的措施,优先调度涉网安全运行性能达标的风电发电。

当地运行控制系统

2018年,《风力发电机组故障电压穿越能力测试规程》出台,成为进一步指导风电高电压穿越相关工作的国家级标准。

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那么,风电机组如何才能实现高电压穿越,实现更好的并网友好性呢?

竣工验收现场

目前金风科技已帮助业主完成5000台机组的高电压穿越改造升级,运行情况符合当地电网要求。下面以金风科技机组为例:

南瑞NES5980-5000L储能虚拟同步机

首先,风电机组电控系统的全部元器件,本身具备耐受1.3倍额定电压的水平。当系统发生高电压故障后,机组能够在20ms检测并判断出电网高电压故障,从而控制自身进入高电压穿越状态。

NES5980-5000L装置是业内首台大容量储能虚拟同步机,集成了目前最先进的新能源并网及控制技术,将新能源“负负荷”特性改造成同步发电机电源特性,实现新能源自主调频、调压,有效改善新能源机组并网的友好型和稳定性。

其次,在高电压穿越状态期间,机组变流器将调节电网侧电压的幅值和相角。一是确保网侧有功功率平稳不变;二是向电网提供的感性无功电流,无功电流有助于降低机端电压。

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再次,在高电压穿越的过程中,主控系统会控制机组正常追踪最大风能发电,不会造成机组扰动或机械振动。在高电压穿越期间短时停止偏航等部分子系统运行,以保护机组。等到电网高电压故障结束后,机组控制平滑至正常模式。

设备内视图

金风科技机组因采用永磁直驱全功率变流技术路线,本身便具有先天的并网友好性优势。而在国内特高压直流已投运且涉及风电打捆送出的6条线路中,均有采用上述技术路线机组的项目,且运行良好。

适用范围

值得注意的是,金风科技积极响应《风力发电机组故障电压穿越能力测试规程》要求,对现役机型进行了高电压穿越认证,保证产品满足标准:目前已有GW1.5MW、GW2.XMW、GW2.5MW、GW3.0(S)MW、GW6.XMW等6个产品平台的12款机型获得由中国电力科学研究院颁发的高电压穿越测试报告,4个产品平台的15款机型获得了评估证书。

储能虚拟同步发电机主要用于大规模新能源的集中并网,提供虚拟惯量,进行需求侧的调频、提升系统抗扰动能力;亦可作为储能变流器使用,消纳电网中多余的可再生并网能源实现平滑输出或平抑尖峰、低谷负荷,优化用电过程,实现负荷侧的削峰填谷。

功能

  • 新能源友好接入,参与一次调频
  • 需求侧电力系统调频
  • 虚拟惯量阻尼系统震荡
  • 自主调节无功,支撑系统电压
  • 动态功率调度
  • 风光新能源的消纳,发电侧平滑输出
  • 负荷中心削峰填谷
  • 大电网二次调频备用
  • 微电网黑启动
  • 离网、孤岛运行功能
  • 故障电压穿越功能

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