世紀(jì)新能源網(wǎng)消息：近日，國國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布2015年第31號公告《國家重點推廣的低碳技術(shù)目錄（第二批）》。據(jù)悉，《目錄》（第二批）涉及煤炭、電力、建材、有色金屬、石油石化、化工、機(jī)械、汽車、輕工、紡織、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等12個行業(yè)，涵蓋新能源與可再生能源、燃料及原材料替代、工藝過程等非二氧化碳減排、碳捕集利用與封存、碳匯等領(lǐng)域，共29項國家重點推廣的低碳技術(shù)。

記者看到

一、技術(shù)名稱:風(fēng)電場、光伏電站集群控制技術(shù)

二、技術(shù)類別:零碳技術(shù)

三、所屬領(lǐng)域及適用范圍:電力行業(yè) 新能源領(lǐng)域

四、該技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化情況

我國規(guī)劃 2020 年在甘肅、新疆、內(nèi)蒙古、河北、吉林、江蘇、山 東和黑龍江等地區(qū)建成九個千萬千瓦級風(fēng)電基地,其中部分地區(qū)同時 建設(shè)百萬千瓦級光電基地,“規(guī)?；_發(fā)、集中并網(wǎng)”已成為我國可再 生能源開發(fā)利用的主要模式之一。風(fēng)電場、光伏電站集群控制技術(shù)可 有效地平抑單一風(fēng)場、光伏電站的隨機(jī)性和波動性出力特性,形成規(guī) 模和外部調(diào)控特性與常規(guī)電廠相近的電源,具備靈活響應(yīng)大電網(wǎng)調(diào)度 的能力,大幅度提高風(fēng)電/光電的利用率。

目前,該技術(shù)已在甘肅酒泉 800 萬千瓦風(fēng)電場、300 萬千瓦光伏 電站進(jìn)行示范應(yīng)用,共接入敦煌、酒泉等 5 個協(xié)調(diào)控制主站,瓜州、 玉門等 40 個控制子站,53 座風(fēng)電場、18 座光伏電站、4 個火電廠, 廠站規(guī)模達(dá)到 120 個,每年可減少棄風(fēng)、棄光發(fā)電量 5%左右,相當(dāng)于 甘肅省每年增加發(fā)電量 10.4 億 kWh,節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 33 萬噸,減少碳排 放 78 萬 tCO2。

五、技術(shù)內(nèi)容

1. 技術(shù)原理

該技術(shù)通過配合大電網(wǎng)完成風(fēng)-光-火-水協(xié)調(diào)調(diào)度、緊急控制,對 內(nèi)協(xié)調(diào)控制各風(fēng)電場、光伏電站、無功補償設(shè)備等,采取集群內(nèi)部的 在線有功控制、無功電壓調(diào)整、運行優(yōu)化和本地安全策略,進(jìn)而提高 系統(tǒng)效率,減少棄風(fēng)、棄光等現(xiàn)象發(fā)生。其應(yīng)用主要基于以下幾種研 究和技術(shù):實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)支撐平臺研究,聯(lián)合功率預(yù)測及應(yīng)用 支持系統(tǒng)研究,集群運行優(yōu)化及安全穩(wěn)定防線研究,風(fēng)電場、光伏電 站集群控制策略研究,風(fēng)/光電出力特性及建模驗證和關(guān)鍵信息提取、 可視化與可擴(kuò)展方面的關(guān)鍵技術(shù)等。

2. 關(guān)鍵技術(shù)

(1)基于測風(fēng)測光網(wǎng)絡(luò)和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)平臺的風(fēng)光電源的動態(tài)狀 態(tài)估計技術(shù)

提出風(fēng)光電源的動態(tài)狀態(tài)估計方法,為風(fēng)/光建模、聯(lián)合功率預(yù)測 系統(tǒng)開發(fā)和風(fēng)光集群在線控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持;

(2)大型風(fēng)電、光伏集群“機(jī)組-場站-集群子網(wǎng)”多顆粒度建模技 術(shù)

提出大型風(fēng)電、光伏集群“機(jī)組-場站-集群子網(wǎng)”多顆粒度建模技 術(shù),為分層集群控制奠定模型基礎(chǔ);

(3)大規(guī)模風(fēng)光集群聯(lián)合功率預(yù)測及其誤差綜合評估技術(shù)

提出大規(guī)模風(fēng)光集群聯(lián)合功率預(yù)測及其誤差綜合評估技術(shù),為集

群控制系統(tǒng)提供關(guān)鍵決策依據(jù);

(4)風(fēng)電場、光伏電站集群有功、無功、安穩(wěn)一體化控制技術(shù)

該技術(shù)通過集群方法實現(xiàn)內(nèi)外分層協(xié)調(diào)控制,可有效提升網(wǎng)源協(xié)調(diào)能力。

3. 工藝流程

風(fēng)光集群控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖 1。



圖 1 風(fēng)光集群控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

六、主要技術(shù)指標(biāo)

1.有功控制命令控制周期≤5min;新能源電站有功控制響應(yīng)時間≤10s,控制偏差≤3MW;新能源電站申請更改有功出力計劃的時間間 隔≤1min;

2.電壓控制命令控制周期≤5min;無功控制命令控制周期≤1min; 新能源電站電壓控制響應(yīng)時間≤120s,控制偏差≤0.5kV;

3.調(diào)度中心站安全穩(wěn)定控制策略在線刷新周期≤5min;廠站端控制 裝置本地整組動作時間≤30ms,系統(tǒng)整組動作時間≤100ms;

4.重要模擬量更新周期≤3s;開關(guān)量狀態(tài)變化傳送時間≤2s;場站 側(cè)命令執(zhí)行時間≤1s。

七、技術(shù)鑒定情況

該技術(shù)已獲得國內(nèi)發(fā)明專利 12 項,獲得實用新型 10 項目;軟件 著作權(quán) 25 項;制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 20 項;出版專著 3 本。 八、典型用戶及投資效益

典型用戶:甘肅酒泉千萬千瓦風(fēng)電基地、百萬千瓦光電基地等。 典型案例

案例名稱:酒泉大規(guī)模風(fēng)、光集群控制系統(tǒng)示范工程 建設(shè)規(guī)模:建成覆蓋 800 萬千瓦風(fēng)電場、300 萬千瓦光伏電站的

新能源集群控制系統(tǒng)示范工程。建設(shè)條件:風(fēng)、光集群控制系統(tǒng)示范 工程為四級控制體系,分別為調(diào)度中心站、控制主站、控制子站和執(zhí) 行站,風(fēng)電場、光伏電站升壓站作為控制子站,各個風(fēng)電場、光伏電 站作為執(zhí)行站。主要建設(shè)內(nèi)容:建設(shè)以測風(fēng)塔、測光站為主的資源監(jiān) 測網(wǎng)絡(luò),覆蓋風(fēng)電基地、光電基地的運行監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),集群控制系統(tǒng)調(diào) 度中心站、控制主站、控制子站、執(zhí)行站的建設(shè)。主要設(shè)備為 44 座測風(fēng)塔、18 座測光站,1 個調(diào)度中心站、5 個控制主站、40 個控制子站、75 個執(zhí)行站。項目總投資 7880 萬元,建設(shè)期為 36 個月。應(yīng)用風(fēng)電場、 光伏電站集群控制技術(shù)每年可減少棄風(fēng)、棄光發(fā)電量 5%左右,產(chǎn)生年 經(jīng)濟(jì)效益 6.3 億元,可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 33 萬 t,減少碳排放約 78 萬 tCO2, 碳減排成本約 100 元/tCO2。

九、推廣前景和減排潛力

隨著我國新能源發(fā)展戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn),在今后一段時期內(nèi)我國大 規(guī)模風(fēng)電基地、光電基地的建設(shè)還會保持高速發(fā)展態(tài)勢,風(fēng)電場、光 伏電站集群控制系統(tǒng)將具有廣闊的發(fā)展空間和推進(jìn)應(yīng)用前景。預(yù)計未 來 5 年,該技術(shù)可推廣應(yīng)用 30 套,包括 10 套中心站和約 1000 套廠站 端裝備,年可以減少棄風(fēng)、棄光電量約 63 億 kWh,可減少碳排放 468 萬 tCO2。