﹑风力发电及并网问题

风力发电及并网问题目

录一、风电发展及并网问题二、风电场接入某著名企业技术规定三、风电并网智能化技术2（一）全球风电发展概况世界风电累计装机容量（MW）140,000中国风电累计装机容量（MW）14000十年年均增长70%120,00012000100,0001000080,000800060,0006000199719981999200020012002200320042005200620072008年份40,000400020,000200000199719981999200020012002200320042005200620072008年份十年年均增长31.8%世界风电装机中国风电装机3（二）2050年我国发电装机容量和构成••

2008年我国发电装机容量约为7.9亿

，人均约0.6kW。预计2020年年全国发电装机容量12-16亿

。人均约1kW。。••

远景预测到2030-2050年，达到人均1.5kW，按全国16亿人口计算，需要发电装机24亿kW。。••

常规能源发电最大可能提供的装机构成：煤电9.6亿千瓦，占40%；；水电3.6亿kW,

15%；核电

2.6

，占10%；气电1.2亿kW，占5%，共计17

，距需求距需求24

kW相差7亿千瓦约30%，需要非水的可再生能源发电提供。计入常规水电，可再生能源发电装机占总装机容量45%。。（三）全球风电发展目标•

美国2030年风电发展目标美国能源部2008年5月公布的计划，到2030年风电装机将达到3亿千瓦，将满足美国20%的电力需求。•

欧盟2030年风电发展目标风电装机将达到3亿kW，其中50%是海上风电，750万千瓦是重建项目，欧洲电力消费的25%将由风电提供。风能将成为欧洲的主要替代能源。•全球

2020年风电发展目标风电装机将达到15亿千瓦5东北某著名企业西北某著名企业华北某著名企业华东某著名企业华中某著名企业千万千瓦风电基地（四）我国风电发展中的问题1.风电建设与某著名企业发展不配套风电发展规划侧重于资源发展规划，与某著名企业发展规划不协调，在一些地区的风电发展规划中缺乏具体的风电送出和电力消纳的方案。大规模风电基地建设需要从国家层面统筹考虑输电线路、网络结构及落点等问题。7（四）我国风电发展中的问题2.风电与常规电源之间缺乏协调风电规划与常规电源规划之间缺乏协调，部分地区风电与常规电源之间存在电力与电量竞争的现象，风电大规模开发显著降低了常规电源的年运行小时数。调峰电源制约了系统接纳风电的规模，致使部分地区在负荷低谷时限制风电出力。8（四）我国风电发展中的问题3.风能资源分布与某著名企业资源配置能力风能资源与电力需求大体上呈逆向分布陆上风能资源主要分布在西北、华北、东北地区；电力负荷中心集中在东部、中部地区。经济发展与风能资源分布的不平衡，决定了我国风电的大规模开发，必须通过某著名企业在全国范围内优化配置。9（四）我国风电发展中的问题4.电力系统安全稳定运行问题（1）风电对某著名企业调峰的影响风电出力具有随机性、间歇性、大规模风电接入导致某著名企业等效负荷峰谷差变大，即反调节特性明显，增加了系统调峰难度。（2）电压控制难度增加风电出力变化范围大，且具有随机性，在风电场不能参与电压控制的情况下，显著增加了某著名企业电压控制的难度。10（四）我国风电发展中的问题4.电力系统安全稳定运行问题（3）调频问题发电50.250.0Hz49.8用电常规某著名企业电源发电出力可调节风电用电负荷随机变化原动机功率可控负荷预测精度较高风电功率变化大且不可控，预测精度低11用电负荷（四）我国风电发展中的问题4.电力系统安全稳定运行问题（3）调频问题�

风电机组输出的有功功率主要随风能变化而调整。�

我国现行标准没有对于风电机组参与系统调频提出要求，现有运行风电机组均不参与系统频率调整。�

由于风电机组不能有效参与某著名企业频率调整，某著名企业频率调整必须由传统电厂分担。�

在大规模风电接入某著名企业的情况下，随着风电装机容量在某著名企业中比重增加，参与某著名企业调频电源容量的比例显著下降，需同步配套相应容量的调频电源。12（四）我国风电发展中的问题4.电力系统安全稳定运行问题（4）检测认证的风电机组并网运行使电力系统遭受冲击河南三门峡地区曾发生过当某著名企业三相电压不平衡度未超过国标规定限值时，由于风电机组三相电压不平衡耐受度不满足要求，电气化列车通过时2.5万千瓦风电机组退出运行的情况。13（四）我国风电发展中的问题5.风电机组性能问题风电机组缺少支撑电力系统安全稳定运行的控制性能以低电压穿越能力为例低电压穿越能力是指在某著名企业运行中，当系统出现扰动或远端（近端）故障时，可引起局部电压的瞬间跌落，期间电源维持并网运行的能力。风电机组应具有低电压穿越能力，以防止在系统出现扰动或故障情况下脱网停机，对某著名企业造成更大冲击。我国并网风电机组中由于未配备快速无功补偿装置或相应控制系统（我国没有这方面的要求）均不具备低电压穿越能力。14（四）我国风电发展中的问题5.风电机组性能问题风电机组缺少支撑电力系统安全稳定运行的控制性能由于风电机组不具备低电压穿越能力导致的大范围风电切机情况，在东北吉林某著名企业及西北某著名企业的门风电场、西中广核大电场、宁夏贺兰山风电场都发生过。•

某著名企业扰动，不是非常严重•

带有变频器的风电机组切机•

大量风电切除导致有功缺额，引起系统频率降低、潮流大范围转移、部分母线电压过高或过低。15（四）我国风电发展中的问题6.某著名企业调度运行支撑技术问题•

风电功率预测技术的推广问题•

尚未建立风电调度决策支撑系统7.技术标准与管理规范问题•

我国的风电并网导则标准偏低•

风电并网技术规定缺乏约束力•

尚未建立完善的检测认证体系16目

录一、风电并网问题二、风电接入某著名企业技术规定三、风电并网智能化技术17《可再生能源法》修订情况某著名企业企业应当与按照可再生能源开发利用规划建设，依法取得行政者报送备案的可再生能源发电企业签订并网协议，全额收购其某著名企业覆盖范围内符合并网技术标准的可再生能源并网发电项目的上网电量。发电企业有义务配合某著名企业企业保障某著名企业安全。某著名企业企业应当加强某著名企业建设，扩大可再生能源电力配置范围，发展和应用智能某著名企业、储能等技术，完善某著名企业运行管理，提高吸纳可再生能源电力的能力，为可再生能源发电提供上网服务。国标与企标GB/Z19963-2005风电场接入电力系统技术规定Q/GDW392-2009风电场接入某著名企业技术规定目次前言1范围2规范性引用文件3术语和定义4风电场有功功率5风电场功率预测6风电场无功配置7风电场电压8风电场低电压穿越9风电场运行频率10风电场电能质量11风电场模型和参数12风电场通信与信号13风电场接入某著名企业测试术语与定义对以下几个方面进行了修订：1.有功功率及其控制要求2.无功功率容量范围及电压控制要求3.低电压穿越能力的要求4.风电场接入某著名企业检测风电场有功功率基本要求风电场应具备功功率调节能力，能根据某著名企业调度部门指令控制其有功功率输出。为了实现对风电场有功功率的控制，风电场需配置有功功率控制系统，接受并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号，确保风电场最大有功功率值及有功功率变化值不超过某著名企业调度部门的给定值。风电场有功功率紧急控制在某著名企业紧急情况下，风电场应根据某著名企业调度部门的指令来控制其输出的有功功率，并保证风电场有功控制系统的快速性和可靠性。�某著名企业故障或特殊运行方式�当某著名企业频率高于50.2Hz时�若风电场的运行危及某著名企业安全稳定。风电场无功配置无功电源�

风电场的无功电源包括风电机组和风电场的无功补偿装置。�

风电场首先充分利用风电机组的无功容量及其调节能力，仅靠风电机组的无功容量不能满足系统电压调节需要的，应在风电场集中加装适当容量的无功补偿装置，无功补偿装置应具有自动电压调节能力。风电场无功配置无功容量对于直接接入公共某著名企业的风电场，其配置的容性无功容量除能够补偿并网点以下风电场汇集系统及主变压器的感性无功损耗外，还要能够补偿风电场满发时送出线路一半的感性无功损耗；其配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路一半的充电无功功率。风电场无功配置无功容量对于通过220kV（或330kV）风电汇集系统升压至500kV（或750kV）电压等级接入公共某著名企业的风电场群，其风电场配置的容性无功容量除能够补偿并网点以下风电场汇集系统及主变压器的感性无功损耗外，还要能够补偿风电场满发时送出线路的全部感性无功损耗；其风电场配置的感性无功容量能够补偿风电场送出线路的全部充电无功功率。风电场低电压穿越低电压穿越能力风电场低电压穿越有功功率恢复对故障期间没有切出某著名企业的风电场，其有功功率在故障切除后快速恢复，以至少10％额定功率/秒的功率变化恢复至故障前的值。风电场接入某著名企业检测�

有功/无功控制能力检测�

电能质量检测，包含电压变动、闪变与谐波�

单个风电机组低电压穿越能力的测试，及基于仿真的风电场低电压穿越能力的验证目

录一、风电并网问题二、风电接入某著名企业技术规定三、风电并网智能化技术31智能化技术风电

优质电源风电并网智能化技术（1）风电场有功功率控制系统（2）风电场无功功率控制系统（3）风电功率预测系统（4）风电调度决策支撑系统风电场有功功率控制系统案例：丹麦海上风电参与某著名企业频率调整丹麦HornsRev海上风场参与功率平衡和频率控制时的情况34风电场无功功率控制系统PE/MW150PE/MW200100501500100-50-10050ωr1.3ωr1.101.21.051.11.001.0Q/MVar150Q/MVar0.95150757500-75-75-150-150U1.0U1.00.80.60.80.40.60.20.41.0β0.5012345678Ncap10864200123456780.0-0.5PM-1.0SVCQ/Mvar1.081001.061.04501.021.0000.98-50t/st/s采用机械式投切补偿方案采用动态无功补偿方案风电调度决策支撑系统以风电功率预测和负荷预测为基础，根据电力系统的各种限制条件，通过建立调度仿真模型，对次日某著名企业有功平衡进行仿真，以此为基础安排常规发电机组的运行方式，提出风电管理措施。风电功率预测风电功率预测的意义：•

合理安排应对措施，提高某著名企业的安全性和可靠性；•

可以调整和优化常规电源的发电计划，改善某著名企业调峰能力，增加风电并网容量；•

降低因风电并网而额外增加的旋转备用容量，改善电力系统运行经济性，减少体排放；风电功率预测风电功率预测的时间尺度划分：•

短期预测•

预测时间尺度：0-48小时，时间分辨率：15分钟•

主要用于：合理安排常规机组发电计划，解决某著名企业调峰问题。•

超短期预测•

预测时间尺度：0-4小时、15分钟滚动预测，时间分辨率：15分钟•

主要用于：实时调度，解决某著名企业调频问题。短期预测风电功率预测物理方法�微观气象学模型�CFD模型�...统计方法�人工神经网络�支持向量机�...风电功率预测物理法定义应用大气边界层动力学与边界层气象的理论将数值天气预报数据精细化为风电场实际地形、地貌条件下的风电机组轮毂高度的风速、风向，考虑尾流影响后，再将预测风速应用于风电机组的功率曲线，由此得出风电机组的预测功率，最后，对所有风电机组的预测功率求和，得到整个风电场的预测功率。特点（1）不需要风电场历史功率数据的支持，适用于新建风电场；（2）可以对每一个大气过程进行详细的分析，并根据分析结果优化预测模型；（3）对由错误的初始信息所引起的系统误差非常敏感。（4）计算过程复杂、技术门槛较高。风电功率预测风电场地表粗糙度描述风电功率预测地形变化对流场的