《电能质量管理案例》98-105

浙江海上风电电能质量管理探索与实践一、基本情况（一）单位简介国网浙江省电力有限公司电力科学研究院（以下简称国网浙江电科院），成立于1960年，承担浙江电力技术创新、技术服务、技术监督、技术智库等职责，拥有科技类实验室13个，包括国家能源研发创新平台1个、国网实验室2个、浙江省重点实验室1个、浙江省工程研究中心1个。针对浙江省海上风电快速发展态势，国网浙江电科院强化电能质量技术监督，深入开展海上风电谐波谐振问题分析，探索实践电能质量超标防治措施。（二）案例背景随着新型电力系统建设的快速推进，海上风电快速发展，已成为风电发展的重要方向。在海上风电提供绿色电能的同时，其电力电子设备和海底电缆带来的谐波、谐振问题对电力设备和电网安全运行的影响逐渐显现。2023年底，浙江省已投运的12座海上风电场中有10座存在谐波超标情况，超标率83%，引起周边电网谐波水平抬升，对区域范围内其他用户的正常用电带来不利影响，成为影响“十四五”期间浙江海上风电大规模接入的重要技术障碍。本案例通过管理协同和技术创新，旨在探索和构建适用于海上风电的电能质量管理体系。（三）案例概要本案例聚焦海上风电快速发展带来的电能质量问题，以《电能质量管理办法（暂行）》为指引，从管理、技术两个角度全面业协同-监管协同”的横向协同机制，剖析规划、建设、运行等有源谐振抑制技术，构建试验论证体系，完成“理论研究-装备研制-仿真测试-工程示范”的全链条探索实践，技术成果全面应用于浙江10余座海上风电场的谐振防治工作。风险防范风险防范■聚焦关键节点，强化主动预防预防层规划阶段：加强风险评估建设阶段：加强涉网试验运行阶段：开展专项监测有效治理治理层■研发核心装备，破解治理难题首创高压有源谐振抑制技术构建成效验证平台群打造示范工程，开展推广应用协同层管理支撑构建大规模海上风电电能质量管理保障体系协同管理预防导向有效治理《电能质量管理办法（暂行）》■凝聚管理共识，构建协同机制专业协同监管协同辅助决策政策指引多级协同截至2024年12月底，浙江省内10座谐波超标海上风电场已有4座完成治理，超标率降至50%，区域电网安全稳定运行水平显著改善。本案例内容已纳入国家能源局2024年度“关键小事”调研攻关活动，为推动国内海上风电的健康发展做出了有二、主要做法与实践（一）凝聚管理共识，构建协同机制将海上风电引发的电能质量问题对各专业的困扰转化为各专业共同应对的动力，通过打开组织边界、破除专业壁垒、深化多方协同，为有效解决海上风电电能质量问题提供管理保障。一是加强跨专业协同。海上风电项目接入系统涉及的专业面广、技术要求高，通过协同设备、调控、规划等多个专业，明晰不同部门在海上风电项目规划设计、并网验收、生产运行等各阶段的管加强监管协同。通过技术监督强化海上风电电能质量运行质态分析，及时反映海上风电电能质量问题现状、特征与应对措施，向自上而下监管指导”的良好生态。（二）聚焦关键节点，强化主动预防焦海上风电工程的关键节点，做好三方面“预防”工作，强调源头防范海上风电电能质量问题。一是规划阶段加强风险评估。厘清海上风电谐振问题的内在机理，提出开展海上风电谐振风险评估方法，对于评估结论为谐振风险较高的场站，督促落实治理设备“四同步”要求，指导设计选型工作，避免项目投运后对电网背景谐波造成影响。二是建设阶段加强涉网试验。通过设计治理设备稳态治理试验、动态响应试验、满容量输出试验等涉网试验内容，探索出一套适用于新型治理装备的试验方法体系，推动治理设备核心参数优化，保障投运后的防治效果。三是运行阶段开展专项监测。实时监测海上风电电能质量治理装置的运行状态、治理效果以及并网点的各项电能质量指标，及时发布超标预警，（三）攻关核心技术，破解治理难题聚焦海上风电的电能质量问题特点，在破解谐振方面开展自主创新，探索出适合海上风电谐振治理的关键技术和装备，成功解决海上风电电能质量问题。一是首创面向海上风电的高压有源谐振抑制技术。以抑制海上风电谐振效应为目标，改变传统有源治理技术的“滤波”思路，制定谐波阻抗重塑的技术路线，成功研制首套220kV海上风电高压有源谐振治理装置。二是构建成效验证体系。谐振抑制技术与生俱来的灵活性，必须匹配成效验证机制，以保障工程安全和风险可控。通过搭建RTDS半实物仿真测试平台，全方位测试治理装置的稳态治理性能、暂态过程适应性和电网变化适应性等设备关键特性，确保工程应用的可靠三、成效与创新（一）治理效果初步显现本案例提出的谐振风险评估、谐振治理技术已全面用于浙江海上风电场的谐波谐振防治工作。其中，谐振风险评估已在10座海上风电场得到应用，有效指导了海上风电场的规划接入和风险防范。2023年6月，嘉兴禾海风电电能质量管控示范工程投运，海上风电电能质量全链条管理贯通。一年多来，省内10座谐波超标海上风电场陆续有4座完成治理，截至2024年12月，全省海上风电接入电能质量超标率降低至50%，逐步形成海上风电电能质量“可控在控”的良好局面。（二）社会责任勇于担当一是厚植降碳根基，改善能源环境。以绿色低碳为导向，有效提升了新型电力系统的谐振防治能力，保障海上风电高品质发电。已累计保障海上风电送出高品质绿电28亿度以上，折合标准煤94万吨，减少碳排放8.9万吨，为实现“双碳”目标做出了实际贡献。二是提升全社会对于海上风电友好消纳问题的认知水平，推动电能质量技术迭代与发展革新。通过开展行业交流、主题培训、学术宣讲等多种形式，促进海上风电电能质量管理认识提升，相应成果可拓展用于服务新能源场站、电网公司、工业用户等谐振防治，降低各行各业因谐振问题带来的损失，同时引导设备制造商改进治理装备，创造新型优质供电增值服务。四、总结与建议本案例主要围绕管理机制、分析方法、防治措施三个方面，在管理、技术层面开展了一系列探索，案例成果经过了多个海上风电项目的实践检验，有两方面经验启示。一是有效管控海上风建设、运行的全过程需要贯彻主动防治的理念。风电业主、电网企业各司其职，加强电能质量监测、分析、调控。政府部门应加强监督管理，协调处理海上风电电能质量问题诉求，监督各方落实主体责任，构建有效的监管协同机制。二是解决方案不能照抄照搬，需结合实际工程科学设计、全面论证。海上风电的谐振特性与风电场内部结构、区域电网运行方式等息息相关，要合理设计装置容量、控制策略，并充分论证，确保装置运行可靠性和治我国海上风电正在逐步迈入“深蓝时代”，为深化海上风电电能质量管理，推动海上风电高质量发展，提出三条建议。一是加强海上风电涉网安全管理。海上风电机组、治理装备的性能、参数直接影响接入电网的安全运行，发电企业、电网企业要切实提高思想认识，严格落实各方责任，严格执行海上风电场涉网安全政策法规和标准规范，确保涉网安全管理不留死角。二是加快推动相关技术标准编制。目前高电压、大容量有源治理装备的技