国家电网：2024江苏千万千瓦级海上风电并网稳定评估技术及应用报告

江苏千万千瓦级海上风电并网稳定评估技术及应用2024年5月1海上风电发展2问题与挑战3国网公司海上风电实验室主要工作及成效2国家电网1海上风电发展1海上风电发展>我国海上风电可开发规模约5亿千瓦，装机规模位居世界第一。装机规模1200万干瓦，位居全国第一中国万干瓦德国中国万干瓦德国☆已建成★规划32间题与挑战2间题与挑战4受端受端电网5友好性差风电弃风、停电事故2019.8.9英国海上风电不能支撑电网运全球平均弃风率17%行引发大停电(国际可再生能源署IRENA)国家电网国家电网新能源6500万千瓦装机占比33%,电量占比14%新能源新能源8000万千瓦装机占比38%,电量占比20%新能源1.5亿干瓦装机占比55%,电量占比33%(“十四五”第三阶段：第三阶段：供需平衡难度更大；第四阶段：电网稳定性面临挑战78江苏双千万千瓦级海上风电安全高效消纳，服务新型电力系统建设。风机调得稳风场控得准惯量频率支撑风功率高精度预测电网用得掉9江苏分中心年年实验室济上风也设计制造与友好并同工程研究中心实验室济上风也设计制造与友好并同工程研究中心江苏省发展和改革委员会国家电网有限公司国家电网国家电网●大丰试验检测区--录录224.1新能源友好并网评价体系构建国家电网8TATEGR1D1AN684EECrmc调度决策困难创新工作节即咕：涉网友好性评价基础管理评价评价源同荷相关性基础数据调控云其他平台故障情况电能质量出力特性时空特性运行特性发展运营友好性调度管理消纳形势分折时空分折功率控制电压适应配苦能力并网安全评价运行特性评价静态参数控制入选2023年国家电网调度运行典型经验运行监测运行监测消纳测算消纳测算涉网评价涉网评价4.1新能源友好并网评价体系构建新能源友好并网评价技术体系凝端气象海上风电爬坡预测平抑凝端气象海上风电爬坡预测平抑海上风电并网宽频振荡风险防范4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑国网江苏省电力有限公司Gallego-CastilloC,Cuerva-TejeroA,Lopez-GarciaO.forecasting[J].RenewableandSustainableEnergy时间地点美国澳大利亚造成南澳电网全停。中国上风电场切机容量最大达160万千瓦，给电网调频、调峰带来较大影响。Reviews,2015.52:1148-1157.国家电网4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑口技术对比分析基于气象因素直接给出对应时刻确定性预测值。单点法较难描述风电功率的不确定与■概率预测修正：基于无参数概率法获结合蒙特卡罗采样，将各时刻概率预单点法爬坡预测结果概率法爬坡预测结果17W/M0-W/M0-4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑国家电网口海上风电功率预测分析概率修正法的功率预测精度满足标准要求。相较于单点值法，概率修风风电功率概率预测区间示意单点法概率修正法真实值单点超短期第15分钟中短期次日第十日*《江苏电力并网运行管理实施细则》(苏监能市场〔2022〕53号)时间时间4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑国家电网口海上风电爬坡预测分析概率修正法能够有效预测海上风电功率爬坡，预测精度超90%。单点值法概率修正法单点值法概率修正法口爬坡平抑策略合风险指标最低的海上风电爬坡事件平抑策略。切负荷风险切负荷风险险险F=①场站级平并网功率波动小于爬坡定义4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑国家电网口爬坡平抑策略燃煤0.33元/度储能0.39元/度燃煤深调1.36元/度电大功率上爬坡事件下的爬坡平抑策略充电率力下调调燃煤储能下爬坡事件下的爬坡平抑策略录海上风电发展录22国网公司海上风电实验室主要工作及成效4.3海上风电并网宽频振荡风险防范国网江苏省电力有限公司有功功率/MW有功功率/MW0电力系统宽频振荡分类分类频率范围诱发源系统级次同步频段风机、柔直换流器的直流电压外环控制；风机换流器的锁相环控制超同步振荡风机换流器的锁相环控制；风机、柔直换流器的电流内环控制设备级中频振荡(100Hz~数百Hz)风机、柔直换流器的电流内环控制；(数百Hz~数千Hz)柔直变流器控制延迟4.3海上风电并网宽频振荡风险防范国网江苏省电力有限公司国网公司科技进步一等奖：研发了首套超大规模电网电磁暂态级小干扰分析软件，解决了含海量新能源的超大规模电网宽频振荡源“判不准”的难题。结果输出结果输出逻辑算法阻抗分析阻抗分析法数据输入电力系统元件模式分析电磁暂态仿真改进欧拉法数值计算和仿真参数电力网络结构参数电力系统宽频振荡仿真平台架构诊断结果振荡风险分析振荡源定位阻尼-0.23目推演田湾核电信四港火电5软件界面24国家电网国家电网第一道防线振荡第三道防线(紧急控制)8TATE68iDANGstELEcrmi8TATE68iDANGstELEcrmi收敛收敛幅能量流计算主导模态频谱相似度分析主导振荡源机组定位控制环节能量因果关系关键控制回路定位基于能量流的宽频振荡在线监测溯源技术及装备4.3海上风电并网宽频振荡风险防范国家电网口首台套应