《中國電力報》:創新成果多點開花

南瑞集團新能源領域多項成果通過鑒定,為新能源消納提供技術支撐

發布時間:2016-11-02 文章來源:南瑞

        “目前,南瑞集團正在培育一批新的重點研發項目,這些項目緊扣集團產業拓展的重大市場需求,打通科技成果向經濟效益轉化的通道,讓創新真正落實到創造新的利潤增長點上,形成創新成果‘多點開花’的格局,支持集團可持續發展。”南瑞集團總經理奚國富表示。

        事實上,南瑞集團眾多創新成果也印證了其“多點開花”的格局。10月15日,南瑞集團18項科技成果通過中國電機工程學鑒定。成果涵蓋電網安全調度、智能輸電、智能配用電、清潔能源等技術領域。其中清潔能源領域包括“風光一體新能源電站遠程監控系統”、“電網智能充裕度分析、優化技術與應用”、“大規模風電與大容量抽水蓄能在電網中的聯合優化運行技術及其應用”等多個項目,這些項目均達國際領先水平。

智能充裕度分析為能源部門提供決策支撐

        大規模新能源接入電網,導致隨機性強、受控性差的大幅度功率波動,打破了傳統源荷變化較為平穩、峰谷時間較為固定的運行規律。目前,我國北方新能源裝機較多的省份都不同程度遭遇棄風、棄光問題,電力系統充裕性問題是核心技術原因之一。

        “風電、光伏發電本身的出力間歇性、波動性,需要通過增配備用容量來保證系統充裕性,目前備用容量一般都是火電廠承擔,這樣既增加了備用容量又達不到節能減排的目的。目前電網備用調控手段單一,無法調動更多的控制資源,去應對充裕性事件概率和風險不斷提高的局面。因此,亟待提高電網充裕度控制水平以滿足新能源接入的需求。”國電南瑞科技股份有限公司電網安全穩定控制技術分公司黨委書記、副總經理薛峰介紹道。

        公司借鑒安全性研究成果,歷時五年科研攻關,在國際上首次提出關于綜合能源網充裕性問題的物理-信息-經濟-環境-社會-博弈多領域交互的研究框架,開發了相關的算法,研發了電網智能充裕度分析、優化與決策支撐平臺,形成了電網充裕度分析與優化決策支持技術相當完整的解決方案。

        目前,該項目成果已經應用于國家發改委能源研究所、江蘇省電力公司,解決了火電與可再生能源協同運行研究中缺乏針對性仿真工具的難題,并能指導實際電網的備用容量配置。對于該項目成果的應用前景,薛峰表示:“本項目的成果可以為發電企業進行源、儲、荷協同規劃;可為大規模新能源接入電網進行充裕度資源的時空優化配置,優化備用安排。”據初步測算,如果應用項目成果,棄風限電損失有望減少10%左右。

風電抽蓄聯合協調控制提高發電量

        “不同于丹麥、德國等歐洲國家,我國在風能資源開發上采用的是大規模集中式開發、高電壓遠距離輸送模式,隨著風電的爆發式增長,地區電網風電滲透率增加,風電場接入、輸送和消納問題突出。此外,在我國北方大部分地區,冬季大量熱電聯產機組需要保證出力,風電的反調峰特性進一步加劇了電網運行的矛盾,為電網運行方式安排和運行控制帶來巨大沖擊,并且資源有效配置問題有待解決。出于這樣的考慮,我們研發了‘大規模風電與大容量抽水蓄能在電網中的聯合優化運行技術及其應用’的項目。”國電南瑞系統研發中心總工丁恰表示。

        據其介紹,項目已經應用于內蒙古風電—抽水蓄能聯合運行系統的示范工程,系統包括一座抽水蓄能電站、107個風電場。該系統基于智能電網調度控制系統統一支撐平臺進行開發建設,可適應大規模風電接入后電網調度決策復雜性、快速性和綜合性的要求。

        那么如何將風電與抽水蓄能聯合并優化?丁恰講解道:“這個項目的基本框架是依托聯合調度運行系統,將風電、抽水儲能電站、電網作為三個主要參與方,建立了協作機制。例如風電—抽蓄聯合發電工程中,各風電場向聯合調度運行系統提交次日風功率預測結果、次日發電計劃及抽儲容量申請;抽水儲能電站依據電站庫容、水位等情況,向聯合調度運行系統提交可用容量信息與發電計劃;電網公司修訂并批準發電計劃,由風電場、抽水儲能電站依照計劃執行等。”據測算,該系統可增加3%的風電發電量。

SVC設備助力風電場解決脫網停機

        隨著新能源大規模接入電網,以及各種非線性、沖擊性和不對稱工業負載大量增加,造成如電壓波動、閃變、三相不平衡及諧波等電能質量問題日趨嚴重,影響了電力系統的安全穩定運行。國電南瑞科技股份有限公司研制的NES-5600靜止無功補償設備(SVC),可快速補償無功,改善電能質量,提高系統穩定性。該設備采用高性能分散、分布式高速并行運行的智能化FACTS共性平臺,可擴展性強,并支持遠程維護。高性能的智能化平臺確保了SVC控制系統先進性。其中多模式平衡控制技術、高壓端閥觸發控制保護技術達到國際領先水平。

        據該項目技術工程師劉育鑫介紹,目前該設備已成功應用于山西、內蒙風電場。特別是SVC的平衡控制功能,在內蒙某風電場取得了很好的應用效果。此前由于系統網架更改和附近其他新建風場的并網發電,從2015年6月開始,該風電場系統電壓經常波動,三相電壓不平衡度達到1.5%或220千伏系統電壓差值2千伏以上時,風場一期的54臺定槳距風機全部出現三相電流不平衡故障,造成脫網停機。風電場曾通過對站內原有動態無功補償設備進行技術改造、增加就地補償裝置等處理方式,但仍未解決問題。一年多來,風機一直處于停機狀態,根據用戶提供的數據,因風機停機,每月損失近千萬元。

        南瑞在了解用戶的困難之后,通過現場實際測試、積極與用戶溝通,分析并確定問題原因,提出了加裝SVC進行電壓控制的解決方案,即在常規控制的基礎上,增加電壓平衡控制,并通過軟件仿真、動態模擬試驗驗證方案。NES-5600靜止無功補償設備(SVC)在2016年8月成功投運,投入電壓平衡控制功能后,在220千伏系統線電壓差值4千伏以上時,仍能保證一期定槳距風機全部正常運行發電,不脫網。為風電場的安全、穩定運行提供了可靠保障。

       

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