【专家】基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地源侧新型电力系统示范

汇报人：米晨旭龙源电力集团共享储能技术(北京)有限公司国家能源集团沙荒戈新能源布局(4.55亿千瓦)沙荒戈新能源布局(4.55亿千瓦)北脆库木培格聚达木0()电要0*0直流送出天中直流(哈密-郑州)过电压/宽频振荡吉全直流(淮东-皖南)祁韶直流(酒泉-湖南)41.1%灵绍直流(宁东-浙江)宁湘直流*(中卫-衡阳)--国家能源集团国家能源集团控制1300万千瓦风光储能源基地控制1300万千瓦风光储能源基地宁夏电源汇集送出湖南负荷爱入新能源AGC/AVC多类型储能协调控制送媒楼澄站湖南电网2022年5月26日15:43分，陕武直流闭锁，损失功率232万千瓦，主网频率升至50.11Hz,切除陕西新能源24万干瓦；具不完全统计，2022年发生的直流单极闭锁12次，换相失败10次，直流功率速降或异常波动2次，背靠背N-M闭锁、背靠国家能源集团国家能源集团·中卫沙漠光伏6000MW·中宁风电228MW1.2%,运行时长24h,下网电价0.486元10000元/天/台(电费+运维费用)亟需开展构网型储能与调相机优化配置研究，部分国家能源集团国家能源集团能量来自直流侧能量来自直流侧构网技术构网技术其他同步机组惯量维持内电势能量来自机械旋转势能运行特性运行特性优化配置协同控制优化配置协同控制4设备支撑技术支撑设备支撑技术支撑仿真校核5 建成全国首个“宁湘直流”新标幺值。(一)研究内容撑能力评估方法；响应支撑能力的构网型储能系统设计与控制技术响应课题2:研究基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地稳定控制技术及协调运行技术响应开发与平台搭建；课题4:搭建构网设备惯量、阻尼等并网性能测试平台和多能互补电磁暂态仿真平台响应电压技术示范。课题5:“沙戈荒”新能源基地多能互补快速支态频率电压工程示范响应国家能源集团国家能源集团(二)考核指标(参考指标)指南考核指标(参考指标)项目考核指标(参考指标)基于构网型储能的新能源场站并网点短路比提升至2.0,机端短路比至1.5升至2.0,机端短路比至1.5响应机端暂态过流能力达到额定电流3倍，系统稳态与暂态均实现电压源特性，暂态电压响应时间十毫秒课题1:机端暂态过流能力达到额定电流3倍，系统稳态与暂态均实现电压源特性，暂态电压响应时间十响应响应故障情况下新能源发电单元机端工频过电压水平不超过1.3标幺值课题2:故障情况下新能源发电单元机端工频平不超过1.3标幺值响应仿真测试平台达到微秒级暂态故障的仿真测试与故障采集，实现2000节点系统的数字-物理混合系统仿真与实测课题4:仿真测试平台达到微秒级暂态故障的仿与故障采集，实现3000节点系统的数字-物理混合系统仿真与实测响应响应五、实施方案国家能源集团五、实施方案基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地快速支撑电网暂态频率电压关键技术研究课题1:课题1:基于构网型储能的暂/稳态电网主动支撑系统设计与控制技术构网型储能需求分析机电皙态模型性能验证支掉构网型储能需求分析机电皙态模型性能验证支掉入系统多元协调控制策略系统设计无功裕度评估与主动控制调频调峰调频调峰能力评估构网型储能规划及涉网控制保护技术新能源快速跟踪与源网友好调度构网型储能规划及涉网控制保护技术课题3:基于构网型储能的新能源基地暂态频率电压支撑能力评估及提升技术协调控制技术应用协调控制技术应用示范理论量化皙态频率电压支撑课题4:构网设备惯量、阻尼等并网性能测试平台和多能互补电磁暂态仿真平台搭建储能系统基本性能和并网性能测试平台搭建构网型储能半实物仿真平台搭建储能系统基本性能和并网性能测试平台搭建课题5:“沙戈荒”新能源基地多能互补快速支撑电网暂态频率电压工程示范示范工程方案研究主动支撑应用示国家能源集团Vpa静态分析暂态计静态分析暂态计算沙戈荒应用效果验证构网型储能模型构建构网型储能接入“沙戈荒”新能源基地典型模型小信号分析模型小信号分析模型控制参数控制参数规划应用和技术要求配置原则与方法控制参数态支撑短路容量转动态支撑支撑支撑保护参数技术路线：(研究内容2-新能源基地稳定控制与协调运行)技术路线：(研究内容2-新能源基地稳定控制与协调运行)■研发整组动作时间不大于100ms的能源基地安全稳定控制系统直流输电直流系统子站子站典行站子站执行站新能源快速控制与保护装能源基地送端场贴安全稳定协调控制安流需?光状技术路线：(研究内容3-暂态频率电压支撑能力评估及提升)控制参数全系统数学和仿真模型系统暂态特性敌障场景动态响应分析暂态支撑关键影响因素暂态频率电压支撑能力量化评估指标理论依据评价标准忧化及协同控制暂态电压频率前提面向宁相直流：外送能力提升的构网型储能与调相机优化最优协调控制策略支撑能力储能优化配置方案仿真系统宁湘直流外送能力提升效果验证关键控制参数暂态频率电压预测模型控制参数技术路线：(研究内容4-电磁暂态仿真平台)T血虹防略造族◎内部资料，注意保管构建储能系统基本性能和并网性能测试平台研究储能电池的电性能、安全性能分析储能系统并网性能开展储能系统基本性能和并网性能等30余种试验搭建构网型储能半实物仿真平台研究储能电站的机电、电磁建模仿真实现多工况下调压、研究储能电站的机电、电磁建模仿真实现储能电站动态响应能力开展多类型新型储能实现储能电站动态响应能力研究储能电站故障复现和分析能力，实现场站故障高效诊断构网型储能暂态响应特性研究验有功频率支撑无功电压支撑故障电压穿越电网短路比适应性孤网运行适应性计划进度计划进度课题一能源基地电压稳定风险评估方法研究多场站快速柔性精准控制系统研制体化协调控制系统集成与工程应用课题四搭建储能系统基本性能和井网性能测试平台搭建构网型储能半实物仿真平台电网主动支撑应用验证与综合效能评估内部资料，注意保管重要节点重要节点并网集成暂态频率电压支撑能控制策略验证性能测试、电磁暂态仿真平台搭建预算费用(单位：万元)1直接费出版费·按照主动支撑型新能源场站提升5%并网电量社会效益要的理论支撑和技术指导，提高对“宁湘直流”2开展构网型储能机理研2开展构网型储能机理研究优化配置协同控制优化配置技术验证设备支撑设备支撑技术支撑仿真校核5国家能源集团研究内容1:暂/稳态构网储能系统设计与控制搭建构网型储能机电暂态仿真模型，模拟同步发电机关键控制环节，具备内电势幅值和相角相对独立的电压源外特性。通过驱动级控制，为电网提供一个段时间尺度不变的电压，实现交流-直流、交流-交流之间功率自然交换；利用功率慢速闭环实现自同步运行；利用电压无功闭环实现电压动态调整。构网型储能机电暂态仿真模型构网换流器R研究内容1:暂/稳态构网储能系统设计与控制构网型储能小信号分析模型构网型储能小信号分析模型国家能源集团研究内容2:新能源基地稳定控制与协调运行同步发电机高压直挂构低压构网储研究内容2:新能源基地稳定控制与协调运行二次调频调压原理七、研究进展国家能源集团研究内容3:基于构网型储能的新能源基地暂态频率电压支撑能力评估及提升技术暂态电压支撑能力影响因素：分析暂态过电压的产生机理，明确换相失败后送端母线电压呈直流电流与触发角研究内容3:基于构网型储能的新能源基地暂态频率电压支撑能力评估及提升技术暂态电压支撑能力量化评估：建立基于挤压-激励-卷积神经网络的电网电压稳定水平评估模型，揭示复杂多变运行