新能源项目快速频率响应试点及典型改造方案.ppt

新能源快速频率响应试点工作开展情况及典型改造方案 一、工作背景二、试点工作开展情况三、风电典型改造方案四、光伏典型改造方案 一、工作背景截止2018年7月底，风电装机4659万千瓦，占总装机的19.07%，光伏装机3780万千瓦，占总装机的15.47% ，新能源装机8439万千瓦，占总装机34.54%，新能源装机占比高。为促进网内新能源消纳，网内常规电源已按照“负备用”安排开机方式，挤占具有转动惯量的常规水、火电机组空间，电源结构发生较大变化，电网可用的快速频率响应资源逐步减少。中午时段新能源达日最大发电出力时，全网火电机组深度调峰运行，无法提供向下一次调频能力，电网频率控制特性的结构性困境日趋明显，造成频率安全风险进一步加大。截至2018年7月底新能源发电统计1、新能源快速发展省份装机最大出力占当时负荷比日最大发电量占当日电量比全网8461372545.25%5.933231.95%陕38%0.577116.64%甘肃1977101781.29%1.633260.69%青海112065378.44%0.64432.46%宁夏173395488.13%1.694167.64%新疆2743123344.00%2.192134.20% 一、工作背景2、直流外送规模不断扩大预计至2020年，外送规模预计达到8271万千瓦，直流大功率闭锁（相继闭锁）将对电网频率安全造成严重威胁。截至目前，通过灵宝、德宝、银东、柴拉、天中、灵绍、祁韶直流实现跨区互联，其中天中、灵绍、祁韶为特高压直流，直流外送最大规模达到3271万千瓦，直流发生大功率闭锁事件后，将可能引发电网连锁故障。灵绍直流闭锁频率实测曲线 一、工作背景3、系统调频难度不断加大随着新能源占比的不断升高，特高压直流输电逐步投运，电网运行与结构愈加复杂，电网发生系统调频难度不断加大，亟需新能源参与电网快速频率响应，提升大电网频率风险防控水平。新能源出力0，吉泉直流单极闭锁频率变化新能源出力1200万，全部具备新能源有功附加控制功能，吉泉直流单极闭锁频率变化新能源出力1200万，无新能源有功附加控制功能，吉泉直流单极闭锁频率变化吉泉直流单极闭锁后频率分析 一、工作背景4、新能源快速频率响应技术现状国外在新能源参与电网调频方面已开展相关研究，新能源入网标准已明确新能源场站并网点应具备一次调频功能，目前主要实现方法如下：风电机组可采用惯量响应控制、转速控制、桨距角控制技术实现频率快速响应，光伏逆变器可通过逆变器控制技术实现频率快速响应。虚拟同步机技术可通过电力电子控制技术模仿同步机，为电网提供功率频率支撑，实现新能源频率快速响应。国内新能源参与电网一次调频已开展相关试点研究，国家能源局2018年第8号公告已批准《电力系统网源协调技术规范》（DL/T 1870-2018）行业标准，计划于10月1日起正式实施。该标准中已明确新能源场站应具备参与电网快速调频能力。 一、工作背景二、试点工作开展情况三、风电典型改造方案四、光伏典型改造方案 二、试点工作开展情况（一）新能源场站快速频率响应改造方式 仿照常规电源机组一次调频功能，在新能源场站有功控制系统中实现有功-频率下垂特性控制，实现新能源参与电网快速频率响应功能。 新能源有功-频率下垂特性示意图 类型试点场站改造类型改造原理实现方式备注风电场甘肃干北一风电场场侧AGC通过场侧AGC控制系统改造，实现有功—频率下垂特性曲线。场侧AGC有功功率控制宁夏五里坡风电场四方部分宁夏五里坡风电场金风部分全场快速频率控制柜1.完成单台风机快速频率响应功能改造；（惯量响应、变桨距角控制）2.通过加装快速频率响应控制柜（VSG设备），结合每台风机运行工况统一进行单机调频方式优化组合，既利用了惯量响应快速性，又利用了桨距角控制的持续性，调频效果较好。惯量响应+变桨距角宁夏五里坡风电场金风厂家改造时认为AGC无法了解每台机组实时运行状态，无法全场精确优化控制，所以分为金风部分和北京四方AGC部分新疆金风达坂城试验风电场宁夏侯桥风电场陕西沈口子风电场风场能量管理平台通过场侧能量管理平台控制系统改造，实现有功—频率下垂特性曲线。场侧能量管理平台有功功率控制新疆龙源阿拉山口风电场光伏电站青海鲁能格尔木光伏电站场侧AGC通过场侧AGC控制系统改造，实现有功—频率下垂特性曲线。场侧AGC有功功率控制青海佳阳光伏电站宁夏吴忠十六光伏电站四方部分宁夏吴忠十六光伏电站金风部分全站快速频率控制柜1.完成单台逆变器快速频率响应功能改造；2.通过加装快速频率响应控制柜（VSG设备），结合每台逆变器运行工况，保证全场快速频率响应精确控制。单逆变器响应+全场优化控制宁夏吴忠十六光伏电站金风厂家改造时认为AGC无法了解每台逆变器实时运行状态，无法全场精确优化控制，所以