西北风电并网关键技术研究

《西北风电并网关键技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西北风电并网关键技术研究（31页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、西北风电并网关键技术研究西北电网西北电网20212021年年1 1月月内内 容容 提提 要要西北区域风能资源状况西北区域风能资源状况西北大规模风电开发利用的技术分析西北大规模风电开发利用的技术分析西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临的问题西北区域风能资源状况西北区域风能资源状况 西北地区风能资源非常丰富，约占西北地区风能资源非常丰富，约占全国陆上风能资源的全国陆上风能资源的1/31/3，开发条件好，开发条件好，具备大规模开发的潜力。区域内风资源具备大规模开发的潜力。区域内风资源总的技术可开发量估计在总的技术可开发量估计在3 3亿千瓦以上，亿千瓦以上，西北已经成为我国风电开发的重要

2、基地。西北已经成为我国风电开发的重要基地。截至日前，西北地区风电装机容量已达万千瓦。根据各相关省区风力发电开发规划，预计2021年西北地区风电总装机容量将到达1000万千瓦，2021年将超过1500万千瓦。西北区域风能资源状况西北区域风能资源状况 开发进度开发进度内内 容容 提提 要要西北区域风能资源状况西北区域风能资源状况西北大规模风电开发利用的技术分析西北大规模风电开发利用的技术分析西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临的问题大规模大规模 西北地区风电装机西北地区风电装机 2021 2021年到达年到达10001000万千瓦，预计到万千瓦，预计到20212021年将到达约年将到

3、达约15001500万千瓦，远景装机最终规模将超过万千瓦，远景装机最终规模将超过20002000万千瓦。万千瓦。高集中高集中 甘肃仅酒泉地区就规划建设千万千瓦级风电基地，新疆、宁夏、蒙西也甘肃仅酒泉地区就规划建设千万千瓦级风电基地，新疆、宁夏、蒙西也存在类似大容量风电场高度集中开发的情况存在类似大容量风电场高度集中开发的情况 远距离远距离 西北风能富集区均属于人烟稀少的偏远地区，须大容量远距离输送至西北风能富集区均属于人烟稀少的偏远地区，须大容量远距离输送至电网负荷中心，最大输送距离超过电网负荷中心，最大输送距离超过10001000公里。公里。西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临

4、的问题 开发特点开发特点随机性随机性无功变化大无功变化大大规模并网大规模并网风电场出力波动较大，电网安排调峰困难风电场出力波动较大，电网安排调峰困难对电网无功电压控制有影响对电网无功电压控制有影响对输电线路、设备有影响对输电线路、设备有影响风电大规模集中上网可能引发电网平安稳定问题风电大规模集中上网可能引发电网平安稳定问题西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临的问题 技术问题技术问题电网电网调度调度困难困难当地电网与主网功率交换能力当地电网与主网功率交换能力缺乏，不能满足风电送出的需缺乏，不能满足风电送出的需要。甘肃河西要。甘肃河西330kV电网与主网电网与主网联络功率稳定极限仅为

5、联络功率稳定极限仅为70万左万左右，远不能适应风电大规模开右，远不能适应风电大规模开发的需要。发的需要。甘肃电网电源调峰能力缺乏，甘肃电网电源调峰能力缺乏，导致地区风电接入能力较小。导致地区风电接入能力较小。2021年甘肃总装机规模约为年甘肃总装机规模约为2300万千瓦，其中风电为万千瓦，其中风电为516万万千瓦，占总装机的，千瓦，占总装机的，2021年年甘肃总装机规模为甘肃总装机规模为3300万千瓦，万千瓦，其中风电为其中风电为1271万千瓦，占总万千瓦，占总装机的。装机的。西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临的问题 技术问题技术问题风电大规模接入电网风电大规模接入电网十分困难

6、十分困难政府部门政府部门电网公司电网公司 西北风电网内消纳困难且西北风电网内消纳困难且所需附加费不够。所需附加费不够。西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临的问题 面临的主要问题面临的主要问题内内 容容 提提 要要西北区域风能资源状况西北区域风能资源状况西北大规模风电并网技术西北大规模风电并网技术西北风电开发特点及面临的问题西北风电开发特点及面临的问题西北大规模风电并网技术西北大规模风电并网技术西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电

7、网风电并网技术研究西北电网风电并网技术研究西北电网风电并网技术研究西北电网风电并网技术研究 随着西北地区风电大规模开发和并网，特别是千万千瓦级风电基地的建设，必须配套建设完备、高效的西北区域电网测风网络及风电调度系统。西北区域电网测风及风西北区域电网测风及风西北区域电网测风及风西北区域电网测风及风电调度系统电调度系统电调度系统电调度系统电网电网平衡风电波动平衡风电波动的能力进一步提高的能力进一步提高能够能够减少减少系统系统备用容量备用容量，提高接纳风电的能力，提高接纳风电的能力减少风电随机性的影响，保证电网平安稳定运行减少风电随机性的影响，保证电网平安稳定运行建设西北区域电网测风及风电调度系统

8、的必要性建设西北区域电网测风及风电调度系统的必要性建设西北区域电网测风及风电调度系统的必要性建设西北区域电网测风及风电调度系统的必要性使电网运行更为经济，提高接纳风电的积极性使电网运行更为经济，提高接纳风电的积极性风电场输出风电场输出功率历史资功率历史资料料调度测风网调度测风网络络风电功风电功率预测率预测中心中心测风系统测风系统风能资源实时风能资源实时监测与评估监测与评估数值天气数值天气预报预报调度决策调度决策电网平安电网平安分析分析 以电网负荷预测、开机方式以及风电功率预测结果为根底，实时分析、评价西北电网调峰能力，优化水火电出力，确定调峰方案。根据电网调峰方案以及风电实际出力情况，对电网进

9、行平安稳定评估，确定能够保证电网平安稳定运行的调度方案。目前西北电网已完成建立此系统的可行性研究报告。西北区域电网测风及风电调度系统西北区域电网测风及风电调度系统 -调度决策调度决策 风电并网平安决策系统能够获取电网风电并网平安决策系统能够获取电网风电并网平安决策系统能够获取电网风电并网平安决策系统能够获取电网的实时运行状态、风电机组的运行信息、的实时运行状态、风电机组的运行信息、的实时运行状态、风电机组的运行信息、的实时运行状态、风电机组的运行信息、风况信息，分析西北电网在当前的系统稳风况信息，分析西北电网在当前的系统稳风况信息，分析西北电网在当前的系统稳风况信息，分析西北电网在当前的系统稳

10、定性和未来数分钟后的可能存在的稳定性定性和未来数分钟后的可能存在的稳定性定性和未来数分钟后的可能存在的稳定性定性和未来数分钟后的可能存在的稳定性问题，给出电网调度策略，并可以根据用问题，给出电网调度策略，并可以根据用问题，给出电网调度策略，并可以根据用问题，给出电网调度策略，并可以根据用户的要求给出预防性控制措施建议。户的要求给出预防性控制措施建议。户的要求给出预防性控制措施建议。户的要求给出预防性控制措施建议。西北区域电网测风及风电调度系统西北区域电网测风及风电调度系统 -调度决策调度决策西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网测风、调度决策系

11、统西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网风电并网技术研究西北电网风电并网技术研究西北电网风电并网技术研究西北电网风电并网技术研究西北大规模风电并网技术西北大规模风电并网技术西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究区域风电出力特性研究区域风电出力特性研究西北电网调峰能力西北电网调峰能力西北电网调峰能力西北电网调峰能力平安性平安性机动性机动性经济性经济性区域电网调峰能力分析区域电网调峰能力分析凌晨峰值凌晨峰值午后峰值午后峰值平缓平缓特殊特殊一月一月7 7121212120 0二月二月8 89 911110 0三月三月4 411119 97 7四月四月

12、7 716166 61 1五月五月24244 40 03 3六月六月141416160 00 0七月七月26264 40 01 1八月八月22226 62 21 1九月九月181812120 00 0十月十月8 8121211110 0十一月十一月7 716167 70 0十二月十二月8 8131310100 0总和总和1531531311316868131341.92%41.92%35.89%35.89%18.63%18.63%3.56%3.56%1、根据分析结果，全年出力特性可以分为四大类：a、凌晨峰值；b、午后峰值；c、平缓；d、特殊。2、根据各月风电出力特点，按照时间段分析，比照各月出

13、力特性，可将全年分为三大类进行分析：a、14月；b、59月；c、1012月。西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究 -风电基地出力风电基地出力特性特性 西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究常规电源调峰深度、速度分析常规电源调峰深度、速度分析调峰方式安排调峰方式安排调峰能力分析调峰能力分析调峰能力分析调峰能力分析调峰经济性分析调峰经济性分析网架约束分析网架约束分析 通过利用水库的调节性能，使得原本随机的风电出力叠加在水电出力上成为一个相对恒定的出力，从概念上讲，相当于将对应风电出力的风电电量转化为发电水量补入了水库。西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究 -调峰能力分析调峰能力分析西北电

14、网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网调峰能力研究西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网测风、调度决策系统西北电网风电并网关键技术研究西北电网风电并网关键技术研究西北电网风电并网关键技术研究西北电网风电并网关键技术研究西北大规模风电并网技术西北大规模风电并网技术西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究接入系统研究接入系统研究无功特性分析无功特性分析并网关键技术并网关键技术稳定性分析稳定性分析电能质量分析电能质量分析主要结论：主要结论：1、风电接入对省间断面极限没有影响，省间断面极限主要还是受电网

15、结构自身的制约；2、风电接入对河西地区送出功率极限有影响，现有网架结构可以满足330万kW风电的送出。西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -接入系统研究接入系统研究定速异步机定速异步机双馈机恒功率双馈机恒功率双馈机恒电压双馈机恒电压电压波动的最大幅值均超过了电压波动的最大幅值均超过了电压波动的最大幅值均超过了电压波动的最大幅值均超过了40.0 kV电压波动的最大幅值仍在左右电压波动的最大幅值仍在左右不同风机类型，对系统电压波动带来的影响差异较大西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -无功特性分析无功特性分析 1、在各种运行方式下

16、，河西750kV各站电压波动最大。2、西北主网750kV变电站中，由于受黄河中上游大型水电站调峰影响，青海各站点电压波动较明显，而陕西、宁夏等地各站点电压波动较小。3、受河西风电变化的直接影响，河西地区局部330kV变电站电压波动较明显。不同风机类型，不同运行方式下，受风电出力变化的影响，西北全网电压波动幅值的最大点均出现在河西的嘉酒750kV站。西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -无功特性分析无功特性分析不同运行方式，西北电网网电压波动规律大致相似西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -无功特性分析无功特性分析不同的功率因数

17、控制，对系统的电压无功特性影响很大 在不同功率因数下，系统电压波动范围的极大值点也发生了变化，功率因数为、和时，最大值点分别为金昌、嘉酒、安西。这主要是受各点风电上网规模的影响所致。随着机端电压的变化，系统电压波动幅度变化不大。这说明风机接入电网运行时，机端电压不宜过高，也不宜过低，在实际运行时，机端电压控制在较为适宜。西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -无功特性分析无功特性分析不同的机端电压控制，对系统的电压无功特性影响不大频率响应分析 变速风电机组的控制系统不会对系统的频率变化产生响应，风电机组仍按照正常的控制策略控制风电机组转速与发出的有功功率，风电机

18、组转速几乎不发生变化，其发出的有功功率对电网的频率变化扰动产生响应很小，几乎不发生变化。功角稳定性分析 风电场接入后原有同步发电机组之间的暂态功角稳定性与接入前相比的变化情况取决于采用的风电机组技术。西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -稳定性分析稳定性分析电压稳定性分析 风电接入后的电压稳定问题一般只涉及到接入风电的电网，对主网的电压稳定问题影响不大。风电机组的运行特性及其稳定运行的能力也在很大程度上决定了地区电网的电压稳定性。西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -稳定性分析稳定性分析电能质量分析 1、甘肃河西所有风电场在玉

19、门330kV母线和安西330kV母线产生的各次谐波电流注入也在标准规定的范围内。2、玉门、昌马单个风电场并网运行在玉门变110kV产生的5次谐波电压含有率以及电压总畸变率均超出了国家标准规定的限值，其余风电场单个并网运行在安西变63kV产生的谐波电压含有率均小于标准规定的限值。因此，有必要在各风电场尤其是玉门、昌马风电场采取措施如安装滤波装置，以保证电能质量。西北电网大规模风电并网关键技术研究西北电网大规模风电并网关键技术研究 -电能质量分析电能质量分析结束语结束语 由于西北地区风能资源分布、风电场建设、电网开展的特殊性，西北风电开发具有“大规模、高集中、远距离的特点。以上特点在世界范围内均属罕有，对西北电网的风电接入、调度运行、电量消纳、配套政策等方面提出了很高的要求。请各位领导和专家提请各位领导和专家提出珍贵意见！出珍贵意见！谢谢！谢谢！