光伏小知識(shí)丨新能源并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)——新能源機(jī)組及場(chǎng)站聚合仿真建模；大規(guī)模新能源并網(wǎng)有功頻率分析與控制。

新能源機(jī)組及場(chǎng)站聚合仿真建模

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風(fēng)電場(chǎng)——等值模擬方法

臺(tái)數(shù)眾多、星散分布，如何高效、精確仿真模擬——按容量加權(quán)平均等值

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大規(guī)模新能源并網(wǎng)有功頻率分析與控制

新能源接入頻率安全及控制

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現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)常規(guī)火電、水電機(jī)組都有明確規(guī)定，新版安全穩(wěn)定導(dǎo)則對(duì)新能源機(jī)組頻率調(diào)節(jié)能力、頻率耐受能力都提出了“虛擬同步”的要求，但現(xiàn)在正在逐步改造優(yōu)化，還未有達(dá)到要求。對(duì)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性造成的影響正日益顯現(xiàn)。

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“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”是衡量系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力的重要指標(biāo)。系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分兩部分：一是常規(guī)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，隨著機(jī)組被大量替代而持續(xù)減小；二是新能源的“有效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”，與常規(guī)機(jī)組相比較小，導(dǎo)致系統(tǒng)總體慣量不斷減小，抗擾動(dòng)能力持續(xù)惡化。

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隨著新能源出力占比不斷增加，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力持續(xù)下降，大功率缺失情況下，極易誘發(fā)全網(wǎng)頻率問(wèn)題。
東北電網(wǎng)5500萬(wàn)千瓦負(fù)荷水平下，伊穆直流閉鎖缺失300萬(wàn)千瓦功率時(shí)，若網(wǎng)內(nèi)無(wú)風(fēng)電頻率下跌07Hz;若網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電出力達(dá)到1000萬(wàn)千瓦，頻率下跌1.1Hz，低頻減載動(dòng)作(門(mén)檻49.2Hz)。
西北負(fù)荷6800萬(wàn)千瓦、損失350萬(wàn)千瓦功率情況下:若網(wǎng)內(nèi)無(wú)風(fēng)電，頻率下跌0.65Hz;若風(fēng)電出力1200萬(wàn)千瓦，頻率下跌095HZ比無(wú)風(fēng)電時(shí)增加03Hz。

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常規(guī)機(jī)組調(diào)頻性能的優(yōu)化與管理

2015年9月19日，錦蘇直流雙極閉鎖，華東電網(wǎng)頻率跌至4956Hz，近+年來(lái)首次跌破49.80Hz，頻率越限長(zhǎng)達(dá)221秒。

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事故期間華東主力機(jī)組中，僅有 20%的機(jī)組-次調(diào)頻響應(yīng)性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，其余80%均不合格，16%的機(jī)組甚至出現(xiàn)反調(diào)特性

新能源場(chǎng)站調(diào)頻性能的優(yōu)化與管理

隨著新能源場(chǎng)站一次調(diào)頻技術(shù)的發(fā)展，按照“調(diào)頻權(quán)責(zé)明晰、各類型機(jī)組協(xié)同配合的總體思路，結(jié)合各調(diào)頻資源的特性及電網(wǎng)的調(diào)頻需求，從時(shí)間尺度、調(diào)頻能力及穩(wěn)定型等方面提出多調(diào)頻資源協(xié)調(diào)配合原則及策略。

快速頻率控制時(shí)間維度需求:

利用新能源參與電網(wǎng)頻率響應(yīng)的快速性，補(bǔ)償常規(guī)電源機(jī)組一次調(diào)頻功能在0~5s內(nèi)快速性的不足，在05s內(nèi)釋放調(diào)頻能力，即在時(shí)間維度上，與常規(guī)電源機(jī)組一次調(diào)頻相互配合、接力動(dòng)作。

快速頻率控制頻率維度需求:

正常頻段內(nèi)(50土02H)，主要依賴常規(guī)水火電機(jī)組一次調(diào)頻及AGC進(jìn)行。利用新能源參與電網(wǎng)頻率響應(yīng)，在頻率維度上，安排新能源機(jī)組快速頻率響應(yīng)與常規(guī)水、火電機(jī)組一次調(diào)頻相互配合、相互補(bǔ)強(qiáng)，確保大電網(wǎng)頻率質(zhì)量。

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考慮到光伏逆變器為電力電子器件，調(diào)節(jié)較靈活且無(wú)機(jī)械損耗，光伏電站快速調(diào)頻死區(qū)按照006Hz(方式1)設(shè)置，同時(shí)為了避免風(fēng)機(jī)獎(jiǎng)葉控制系統(tǒng)頻繁調(diào)節(jié)造成機(jī)械磨損，風(fēng)電場(chǎng)快速調(diào)頻死區(qū)按照士010HZ(方式2設(shè)置。

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直流群閉鎖，聯(lián)絡(luò)斷面C越穩(wěn)定極限解列，則解列后獨(dú)立的區(qū)域A高頻問(wèn)題突出，尤其是隨著慣量低的風(fēng)電接入?yún)^(qū)A占比的增加。仿真分析了風(fēng)電接入下不同功率過(guò)程量的原高周切機(jī)動(dòng)作及頻率恢復(fù)情況。

按“優(yōu)先切風(fēng)光”、“均勻切風(fēng)光與火”原則對(duì)初始高頻切機(jī)方案進(jìn)行輪次替代，制定3種計(jì)及風(fēng)光隨機(jī)波動(dòng)的風(fēng)光火聯(lián)合高頻切機(jī)改進(jìn)方案。

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對(duì)比原方案與改進(jìn)方案1:

1、故障2至故障4初始方案與改進(jìn)方案動(dòng)作輪次相同，但相同故障下改進(jìn)方案的穩(wěn)態(tài)頻率低于初始方案，且頻率恢復(fù)穩(wěn)定所需時(shí)間更短。

2、故障5改進(jìn)方案比初始方案少動(dòng)作一輪，切機(jī)量將小于優(yōu)先切火電，降低維穩(wěn)代價(jià)。