新能源快速調(diào)頻技術(shù)路線及對比

新能源快速調(diào)頻技術(shù)路線及對比摘要：隨著與電網(wǎng)相連的新能源比例逐年增加，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性比以往任何時候都更加受到質(zhì)疑，研究新能源慣性控制建模方法是一個迫切需要解決的問題。本文首先分析了同步發(fā)電機的自然慣性響應(yīng)規(guī)律。根據(jù)兩種常見的虛擬慣性控制方案（一種用于電流源，另一種用于電壓源），為風(fēng)力和光伏電池創(chuàng)建虛擬慣性控制模型。最后，總結(jié)了兩種控制方案的優(yōu)缺點，為進(jìn)一步研究新發(fā)電廠慣性和變頻技術(shù)提供了參考。關(guān)鍵詞：新能源；快速調(diào)頻技術(shù)；路線及對比引言當(dāng)新能源生產(chǎn)能力較高時，需要將新能源納入該系統(tǒng)的調(diào)頻系統(tǒng)，在制定電網(wǎng)運行模式和監(jiān)管決策時，必須考慮到新能源的調(diào)頻性能。對常規(guī)單位的一次調(diào)頻參數(shù)及其對電網(wǎng)的影響進(jìn)行了比較完善的研究。新發(fā)電廠的頻率響應(yīng)性能可以通過現(xiàn)場測試來實現(xiàn)，從而在測試條件下獲得理想的發(fā)電廠快速響應(yīng)能力?？刂圃鲆嬗删W(wǎng)絡(luò)的實際需求根據(jù)系統(tǒng)的頻率控制需求來確定。一、快速調(diào)頻改造的必要性在規(guī)劃第十三個五年計劃期間，電網(wǎng)高壓直流供電項目的大規(guī)模投入運行，使電網(wǎng)的運行和結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，系統(tǒng)的積極平衡，頻率調(diào)節(jié)難度加大。大功率直流鎖定對電網(wǎng)頻率安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。自2016年以來，由于停電造成的許多干擾繼續(xù)嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)安全，新發(fā)電設(shè)施的規(guī)模繼續(xù)擴大，而正常運行的機組在傳統(tǒng)惰性條件下的比例正在逐步下降。為了推廣新型絕育能源，網(wǎng)絡(luò)中的常規(guī)單元按照負(fù)備用安排通電，供電結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，傳統(tǒng)調(diào)頻資源越來越不足，系統(tǒng)調(diào)頻難度越來越大。整個網(wǎng)絡(luò)的火工組在深度調(diào)節(jié)中工作，不能提供下一頻率調(diào)節(jié)功能。對新發(fā)電廠的頻率作出快速反應(yīng)，為促進(jìn)新能源的健康和可持續(xù)發(fā)展提供了新的途徑。首先，新的力場站具有快速調(diào)頻，能夠有效應(yīng)對當(dāng)前新能源比例較高的情況下整個電網(wǎng)的控制問題，提高電網(wǎng)調(diào)頻能力，豐富調(diào)頻資源。二是充分利用光伏、風(fēng)力頻率響應(yīng)的快速優(yōu)勢，發(fā)揮直流鎖定時的快速峰值調(diào)節(jié)作用，避免接觸線頻率控制限值的超調(diào)，節(jié)約常規(guī)電源調(diào)頻動作的持續(xù)時間。二、 新能源快速調(diào)頻技術(shù)2.1調(diào)節(jié)閥預(yù)節(jié)流調(diào)節(jié)閥預(yù)熱是指控制閥在運行條件下始終保持一定的限制狀態(tài)，當(dāng)機組需要變頻時，汽輪機進(jìn)汽量因調(diào)節(jié)閥瞬時打開而迅速增加，并迅速在汽輪機中延期至對于調(diào)節(jié)閥一般保持全開狀態(tài)的蒸汽分布組，通常有兩種改變負(fù)荷的措施：第一，汽輪機負(fù)荷主要由主蒸汽壓力來調(diào)節(jié)進(jìn)汽輪機的蒸汽量；以及負(fù)荷變化不大二是采用幾種調(diào)節(jié)閥開度的改造方法，實現(xiàn)汽輪機進(jìn)汽量和降汽量的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)汽輪機負(fù)荷的調(diào)節(jié)效果。2.2儲能系統(tǒng)的調(diào)頻技術(shù)儲能系統(tǒng)可以存儲電能，同時能夠高效運行和靈活控制，可以嘗試將儲能系統(tǒng)安裝到風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)揮變頻效率。這主要是將儲能系統(tǒng)與風(fēng)電場和風(fēng)電場結(jié)合使用，但這兩種組合都有明顯的缺點，這體現(xiàn)在儲能系統(tǒng)負(fù)荷的增加、對風(fēng)電場的積極控制責(zé)任以及對頻率變化的需求的滿足上在這種情況下，可以設(shè)法將風(fēng)能和儲能系統(tǒng)的頻率調(diào)制與頻率調(diào)制有效地結(jié)合起來，以實現(xiàn)互補效應(yīng)。例如:儲能系統(tǒng)可以有效地克服風(fēng)頻調(diào)制反應(yīng)緩慢和能力不穩(wěn)定等問題，同時風(fēng)頻調(diào)制也可以起到減輕儲能系統(tǒng)負(fù)擔(dān)的作用。2.3可調(diào)整回?zé)岢槠{(diào)頻可調(diào)式回?zé)岢榧夹g(shù)的工作原理是通過調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)整流蒸汽量的減少，使更多蒸汽進(jìn)入汽輪機工作，滿足機組額外貢獻(xiàn)的要求，實現(xiàn)機組變頻。在實際生產(chǎn)中，集團(tuán)可以通過調(diào)整泵閥滿足負(fù)荷調(diào)節(jié)需求，實現(xiàn)蒸汽量減少的目標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，可以通過調(diào)整壓力和恢復(fù)蒸汽溫度等參數(shù)來達(dá)到供水溫度波動的過濾效果。三、 新能源快速調(diào)頻技術(shù)措施3.1加強技術(shù)資金支持由于風(fēng)力發(fā)電場分布區(qū)遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心，在長途運輸中，由于輸電線路的相對長度，會出現(xiàn)停電和資源浪費等問題。輸電線路造成的電力損失將不可避免地導(dǎo)致電壓降低，無法保證電力系統(tǒng)在正常負(fù)荷下運行。由于低壓導(dǎo)致感應(yīng)電機溫度升高，電氣設(shè)備的性能和使用壽命降低。因此，在風(fēng)力發(fā)電方面，可以通過在變壓器上安裝開關(guān)來解決電壓和能量損失問題。電力部門有廣闊的發(fā)展空間，應(yīng)逐步加強對風(fēng)能系統(tǒng)的財政支助，以鞏固電力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)電力部門的大規(guī)模發(fā)展。3.2建立多能互補方式今天，盡管新能源具有相對明顯的優(yōu)勢，但也存在一些缺點，例如間歇性和不穩(wěn)定，這是影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的一個重要因素。為了更好地解決這個問題，在建立風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)時，可以選擇補充辦法來補償風(fēng)力發(fā)電本身的不穩(wěn)定性。在一些有條件的地區(qū)，可以將多種能源結(jié)合起來發(fā)電，實現(xiàn)風(fēng)能、火能、水力等能源之間的互補性。充分利用每種能源生產(chǎn)模式的特點和優(yōu)勢，補充太陽能電池板，提高電網(wǎng)吸收風(fēng)能、火能和水電的能力，并協(xié)助發(fā)電廠提高經(jīng)濟效益和維持穩(wěn)定。3.3加快智能電網(wǎng)的建設(shè)智能電網(wǎng)負(fù)荷自校正處理能力更加靈活，能夠快速實現(xiàn)各種新能源生產(chǎn)需求的負(fù)荷適應(yīng)性和優(yōu)化調(diào)整，有效提高機組負(fù)荷控制能力、快速響應(yīng)能力以及安全性和效率。在某種程度上，新的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)單元可以完全避免各種人為負(fù)荷因素造成的負(fù)荷波動。此外，智能網(wǎng)絡(luò)具有更強的自我保護(hù)管理能力，能夠?qū)收媳Ｗo(hù)做出快速、主動的響應(yīng)，防止事故進(jìn)一步發(fā)展，并提高整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。有關(guān)部門應(yīng)繼續(xù)首先根據(jù)新形勢進(jìn)行規(guī)劃，進(jìn)一步組織對智能電網(wǎng)的研究，明確新時期智能電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)路線和發(fā)展模式；建立健全的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)智能電網(wǎng)國際合作創(chuàng)新；協(xié)調(diào)和加強產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，加強產(chǎn)業(yè)間協(xié)調(diào)，指明智能電網(wǎng)未來發(fā)展方向，有關(guān)部門應(yīng)逐步完善智能電網(wǎng)支持政策體系，支持項目建設(shè)、互聯(lián)和貿(mào)易政策；改進(jìn)相關(guān)機制的建設(shè)，培養(yǎng)開放和共享的市場環(huán)境，支持能源儲存、微型電網(wǎng)和分布式能源等能源形式的健康發(fā)展；促進(jìn)智能電網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系建設(shè)，引導(dǎo)各方共同參與，激發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展活力，培育創(chuàng)新土壤。3.4試驗檢測及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用一般來說，風(fēng)電并網(wǎng)檢測主要包括兩種類型:一種是電網(wǎng)互聯(lián)測試，另一種是電網(wǎng)互聯(lián)測試。第一項主要控制五個要素，即風(fēng)力發(fā)電機組的低壓通能力、電能質(zhì)量、適應(yīng)性、調(diào)節(jié)能力檢測和電能模型驗證；該系統(tǒng)主要由四個部分組成，即風(fēng)力發(fā)電機組的低壓能力、風(fēng)場控制能力、電能質(zhì)量檢測和風(fēng)場互聯(lián)性能評估。目前中國風(fēng)力發(fā)電機組種類較多，因此建設(shè)更全面的探測平臺是目前的工作中心。為了有效解決影響試驗單元仿真和重復(fù)的現(xiàn)有電網(wǎng)干擾等問題，研究人員提出了一種基于閥門控制技術(shù)的電壓降方法，能有效地解決當(dāng)前由于法蘭特性而產(chǎn)生的有效試驗檢測問題為有效解決網(wǎng)上高精度諧波電壓頻繁問題，中國自主研制了電網(wǎng)仿真裝置，采用低頻獨立運行系統(tǒng)和改造技術(shù)，提高機組電網(wǎng)的適應(yīng)性；為了有效提高風(fēng)力發(fā)電機組的靈活性和一致性，美國研究建立了一個靈活的風(fēng)力發(fā)電測試平臺，首次實現(xiàn)了測試機的再利用和位置共享，以滿足當(dāng)今大多數(shù)機組檢測需求。結(jié)束語：但是，與傳統(tǒng)的調(diào)頻設(shè)備不同，新的發(fā)電廠有數(shù)百臺并網(wǎng)設(shè)備，不同的運行模式的特點差別很大，很難獲得一個單一的控制參數(shù)來滿足系統(tǒng)的獨特調(diào)頻需求，因此需要運行。參考文獻(xiàn)：高星鵬.火力發(fā)電廠儲能調(diào)頻系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].技術(shù)與市場,2017,24(12):109-110.盧東紅.風(fēng)力發(fā)電過程中的調(diào)頻技術(shù)探討[J].中國電業(yè)(技術(shù)版)，2016(06):56-58.