11月9日，國電南瑞電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制分公司的“風電規(guī)模化接入后電網(wǎng)安全穩(wěn)定緊急控制技術(shù)與應用”項目，通過中國電機工程學會的鑒定。該項目進行了大規(guī)模風電并網(wǎng)的緊急控制技術(shù)研究，完成了控制系統(tǒng)的研制，為大規(guī)模風電并網(wǎng)安全穩(wěn)定控制提供了理論支撐和技術(shù)手段。

　　鑒定專家組一致認為，該項目研究成果滿足了風電規(guī)?；尤腚娋W(wǎng)安全運行的實際需求，對保障風電規(guī)?；貐^(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、提高風電送出和消納水平有重要作用，具有良好的經(jīng)濟、社會效益和推廣應用前景，總體技術(shù)達到國際先進水平，部分成果達到國際領先水平。

　　安全穩(wěn)定控制亟需優(yōu)化

　　“規(guī)?；_發(fā)、集中并網(wǎng)”已經(jīng)成為我國風電開發(fā)利用的主要模式之一。根據(jù)規(guī)劃，我國將在甘肅、新疆、內(nèi)蒙古等地建成9個千萬千瓦級風電基地。然而，風電出力具有隨機性，可控性不足，大規(guī)模風電并網(wǎng)將嚴重威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

　　國電南瑞安全穩(wěn)定控制分公司開發(fā)部負責人介紹說，大規(guī)模風電并網(wǎng)的安全穩(wěn)定控制主要分為預防控制和緊急控制。在預防控制方面，南瑞研發(fā)了大型集群風電有功智能控制系統(tǒng)，于2010年在甘肅投運，實現(xiàn)了從人工控制到智能控制的轉(zhuǎn)變。而在緊急控制方面，目前仍采取傳統(tǒng)模式。

　　“在傳統(tǒng)模式下，電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制裝置跳閘判斷依據(jù)的開發(fā)和驗證，都基于常規(guī)電源接入的電網(wǎng)，控制手段、方法精細化程度不足，控制策略的經(jīng)濟性、協(xié)調(diào)性不夠。”該公司負責人表示。

　　大規(guī)模風電并網(wǎng)運行后，由于風電機組出力特性、運行特性與常規(guī)電源不同，可能導致系統(tǒng)穩(wěn)定特性發(fā)生變化，易造成欠控或過控，傳統(tǒng)電網(wǎng)緊急控制策略難以適用。

　　“控制量不夠解決不了問題，過度控制不但經(jīng)濟性差，還容易引發(fā)控制的負效應。這些都給電網(wǎng)安全造成了隱患。”該公司新技術(shù)預研部負責人表示，風機的有功出力特性、低電壓穿越能力等涉網(wǎng)運行特性與水火電源不同，系統(tǒng)發(fā)生故障后，若系統(tǒng)頻率、電壓達到風機涉網(wǎng)保護動作定值，風機就會主動脫網(wǎng)。若不考慮這些因素，風機主動脫網(wǎng)量與穩(wěn)控裝置控制量疊加可能會導致過切，引發(fā)新的安全穩(wěn)定問題。

　　目前，國內(nèi)用于提高風電送出能力的電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)還處于初級階段，其實現(xiàn)方法都是在電網(wǎng)故障時通過采取緊急控制措施保障電網(wǎng)運行。

　　深度結(jié)合風電特性進行研發(fā)

　　要控制風電，必先研究風電本身。“風電規(guī)模化接入后電網(wǎng)安全穩(wěn)定緊急控制技術(shù)與應用”項目深入開展了風電場等值建模、風電接入對電網(wǎng)安全穩(wěn)定性及穩(wěn)定控制的影響研究。針對風電出力波動、風電涉網(wǎng)保護動作等導致的傳統(tǒng)控制策略不適應問題，該項目提出緊急控制量動態(tài)修正、過載控制等方法。

　　“在進行切機時，系統(tǒng)充分利用新能源的分散組合特點，遵循切機量最小原則，優(yōu)先選擇風電出力不斷增加的風機，降低再次發(fā)生過載的概率。”該公司開發(fā)部主要負責人介紹，目前該種過載控制方法已成功獲批國家專利。

　　我國風電主要集中在“三北”地區(qū)，本地消納能力不足，以外送電力為主，當外送通道中斷后，容易出現(xiàn)電網(wǎng)頻率波動問題。目前，并網(wǎng)運行的風機受設備自身控制性能的限制，一般無法自動參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)。此外，為了保護風機裝置，風機都裝設了電壓、頻率等涉網(wǎng)保護，當系統(tǒng)電壓或頻率偏離風機可運行的范圍時，風電場的涉網(wǎng)保護動作，使得部分或者全部風機退出運行。若多個風電場的保護定值整定不協(xié)調(diào)，大量風機同時退出運行，就可能導致系統(tǒng)頻率特性惡化。

　　項目組基于實際電網(wǎng)數(shù)據(jù)，分析了影響頻率特性的關鍵因素，制定了含風電系統(tǒng)孤網(wǎng)后高頻控制策略。系統(tǒng)運行既能保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，又保證了風電送出的最大最優(yōu)化。“經(jīng)濟效益是風場的，安全效益是電網(wǎng)的。”該公司開發(fā)部負責人說。

　　讓清潔能源更安全

　　目前，大規(guī)模風電集中并網(wǎng)安全穩(wěn)定緊急控制系統(tǒng)已在甘肅、寧夏、遼寧等風電集中地區(qū)投入應用，結(jié)果表明：運行穩(wěn)定、可靠，在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定、提高風電送出和消納水平方面發(fā)揮了重要作用。多地應用結(jié)果顯示，該系統(tǒng)可使風電場發(fā)電量提高5%以上。

　　我國是世界上風電發(fā)展速度最快的國家。但由于電網(wǎng)規(guī)劃與建設滯后于風電發(fā)展速度，風電送出受限。大規(guī)模風電集中并網(wǎng)安全穩(wěn)定緊急控制系統(tǒng)可在我國多個規(guī)劃的風電基地推廣，緩解風電送出瓶頸。

　　南瑞集團正在加大投入進行清潔能源接入研究?，F(xiàn)階段，國電南瑞安全穩(wěn)定控制分公司作為主要研究單位參與國家863項目“風電場、光伏電站集群控制系統(tǒng)研究與開發(fā)”的研究工作，該項目依托千萬千瓦級風電基地、百萬千瓦級光電基地，攻克風電場、光伏電站集群控制系統(tǒng)在監(jiān)測控制、策略制定、設計集成和運行管理中的關鍵技術(shù)，建設集群控制系統(tǒng)示范工程。