张利:各位领导,各位嘉宾,大家上午好!
我的汇报分4个方面,第一部分是背景与现状。
我国风电发展迅猛,2010年开始连续10年保持世界第一,2019年咱们国家新装的风机约占全球的43.6%,累计装机约占全球的1/3。陆上风电是以大基地集中式开发为主,目前建成了8个大基地千瓦级。
2019年国家电网经营区风电弃电量125.9亿千瓦时,弃电量同比下降了41.8%,弃电率3.8%。
海上风电方面,2019年,我国海上风电新增装机1.98GW,仅次于英国和德国。
我国海上风能资源丰富,5—50米开发潜力是400GW,未来山东、江苏、福建、广东有可能都建设千万千瓦级的海上风电基地。
目前欧洲最大的风电场是英国的风电场,装机容量是1218兆瓦,我国第一个并网的风电场是2010年东海大桥,目前单体容量最大的风电场是800兆瓦。
在装备制造业方面,具备4—6兆瓦的批量生产能力,在全球对比方面,2019年海上风电累计装机TOP,我国占5家,新增装机我国占6家。
第二部分是实践与挑战。
首先,我们起草发布了系列的国家行业标准,包括4项国标、2项行标等。其中国家标准36955规范了风电机组高电压穿越技术要求与实验方法。36994里面新提出了风电机组惯量响应及一次调频特性要求与实验方法。
在装置研发方面,研发了4台大型的试验装置,利用这4套装置,分别开展了并网测试。在平台建设方面,搭建了风电大基地经特高压、柔性直流送端系统的实时仿真环境。
在风电大规模并网之后,挑战方面,高比例风电并网系统中,常规的火电、水电机组开机数量减少,系统频率、电压控制能力降低,连锁故障风险增大,威胁系统稳定运行。
典型的案例是英国8.9大停电事故,故障发生的时候,风电场导致大规模停电的事故,风电对电网的主动支撑是不具备的,因为在事故发生的时候,风电的发电量占了整体的1/4,占比27%。在机组的特性方面,风电机组是以电力电子变流器并网,控制灵活、响应快,但具有低抗扰、弱支撑性,不主动响应电网频率,缺乏系统主动支撑能力。同时,大量变流器并网店员接入与交直流输电系统投用使得系统电子阻尼特性十分复杂。
第三方面是并网技术发展趋势。
1.风电机组应具备高、低电压穿越能力。研制了移动式故障穿越一体化试验装备,突破了实验装备院端控制与补偿技术。
2.风电参与系统一次调频。这些是现场测试的相应的波形,原来风电是不提供功率支撑的,这是风电快速提供的有利的支撑。
3.风电机组阻抗特性识别及重塑。电网强弱与风电机组输出阻抗等均与系统次超同步振荡密切相关。通过改变风级足连锁相环、电流环等控制参数来充足。
4.风电机组并网控制控制转变。目前主要是跟随型电网,对电网提供功率支撑的角色,但是未来是以新能源为主力技术,要承担相应的频率、电压和惯量支撑的功能,需要为未了以新能源发电为主的系统构建提供技术与装备支撑。
5.大容量风电机组全尺寸地面试验系统。大型海上风电机组造价高,结构、载荷设计与控制更为复杂,且海上风电运行环境恶劣,对整机质量尤其是运行可靠性提出了更高的要求。为风电机组研发设计提供可控的试验环境,有利于加速大型风电产品设计研发实验周期。
最后是一个总结和展望。
1.整体来看,我国风电发展取得了举世瞩目的成就,开发布局不断优化,并网技术水平显著提升,保障了风电的高效消纳和安全并网,有利支撑了行业的快速发展。
2.近几年海上风电步入发展快车道。
3.大规模风电机组并网给电力系统的可靠供电、高效消纳和安全运行带来巨大挑战,对机组并网性能提出更高的要求。
4.科技创新是应对技术挑战的关键,需持续进行科技创新。
我的报告到此结束,谢谢大家!(内容来自现场速记,未经本人审核)