王偉勝中國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)挑戰(zhàn)和解決方案.ppt

中國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)的 技術(shù)挑戰(zhàn)和解決方案,王偉勝 中國(guó)電力科學(xué)研究院 2008-01-15,目 錄,引言 技術(shù)挑戰(zhàn) 解決方案 結(jié)論與建議,1. 引 言,世界風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量,中國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量,1. 引 言,1. 引 言,1. 引 言,“建設(shè)大基地，融入大電網(wǎng)”的風(fēng)電發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)風(fēng)電接入電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行帶來(lái)了新的課題 我國(guó)風(fēng)電開發(fā)特點(diǎn)：大規(guī)模，高集中、遠(yuǎn)距離、高電壓 風(fēng)電場(chǎng)正在成為電網(wǎng)中的主力電源 風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模 風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的電壓等級(jí) 風(fēng)電在省級(jí)電網(wǎng)中的比例,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),電網(wǎng)與常規(guī)發(fā)電企業(yè)共同面臨的挑戰(zhàn) 電力系統(tǒng)規(guī)劃 電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行 電力系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度 風(fēng)電機(jī)組制造商面臨的挑戰(zhàn) 風(fēng)電開發(fā)商面臨的挑戰(zhàn),2. 技術(shù)挑戰(zhàn),電力系統(tǒng)規(guī)劃面臨的挑戰(zhàn) 電網(wǎng)規(guī)劃與風(fēng)電規(guī)劃 常規(guī)電源規(guī)劃與風(fēng)電規(guī)劃 風(fēng)電出力變化特性（月，日，時(shí)，分鐘）,The German Wind Power Plant“ 09/ 2005,Wind Turbine/ Wind Farm Sites Source: ISET,Total WT number: 16,800 WTs Installed capacity: 17,360 MW,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),2. 技術(shù)挑戰(zhàn),甘肅酒泉、內(nèi)蒙古和蘇滬沿海等地區(qū)正在規(guī)劃建設(shè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地。,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)劃面臨的挑戰(zhàn) 線路傳輸功率 電網(wǎng)無(wú)功/電壓調(diào)節(jié) 機(jī)組組合和最小出力 電力系統(tǒng)調(diào)峰與調(diào)頻 聯(lián)絡(luò)線功率控制 電能質(zhì)量指標(biāo) 電力系統(tǒng)節(jié)能調(diào)度面臨的挑戰(zhàn),2007年我國(guó)電力裝機(jī)與發(fā)電量構(gòu)成,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),2. 技術(shù)挑戰(zhàn),德國(guó)電力裝機(jī)構(gòu)成（燃油+燃?xì)?0%）,美國(guó)電力裝機(jī)構(gòu)成（燃油+燃?xì)?0%）,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),2. 技術(shù)挑戰(zhàn),風(fēng)電機(jī)組制造商面臨的挑戰(zhàn) 低電壓穿越能力 有功功率控制能力 無(wú)功功率與電壓控制能力 電壓波動(dòng)和閃變 諧波電流 電網(wǎng)適應(yīng)性,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),Scenario: 2001, low load WEC-model: static converter failure: Substation Dollern,Measurements from REE, Spain Example: Fault causes the tripping of approx. 500 MW wind power,loss of power generation,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力（LVRT） 吉林事故描述 時(shí)間: 2008.04.09 早晨 天氣情況: 刮風(fēng)，下小雨。 故障位置: 白城至開發(fā)變66kV線路(19km) ，距離白城變 2.4km。 故障類型: 2相短路 (B-C) 發(fā)生時(shí)間 05:07:54 保護(hù)動(dòng)作情況: 線路距離保護(hù)與過流保護(hù)動(dòng)作,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),Pro-Fault 故障前,223MW,232kV,234kV,38Mvar 電容器組,55MW,時(shí)間: 05:07,230kV,Post-Fault故障后,0MW,244kV,251kV,38Mvar 電容器組,0MW,時(shí)間: 05:07,236kV,定速機(jī)組,2. 技術(shù)挑戰(zhàn),風(fēng)電開發(fā)商面臨的挑戰(zhàn)（運(yùn)行與調(diào)度） 風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力 風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制能力 風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率與電壓控制能力 風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量指標(biāo) 風(fēng)電場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)與功率預(yù)測(cè),3. 解決方案,電網(wǎng)接納風(fēng)電能力 電力系統(tǒng)規(guī)模 發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)（固有的靈活性） 負(fù)荷變化與需求側(cè)管理系統(tǒng) 風(fēng)電場(chǎng)的地域分布與風(fēng)能資源特性 風(fēng)電場(chǎng)的可預(yù)測(cè)性與可控制性,3. 解決方案,政府機(jī)構(gòu)及公共事業(yè)部門 電網(wǎng)企業(yè) 常規(guī)發(fā)電企業(yè) 風(fēng)電機(jī)組制造商 風(fēng)電開發(fā)商 電力用戶,3. 解決方案,政府機(jī)構(gòu) 制定統(tǒng)一的電力規(guī)劃（電網(wǎng)、常規(guī)電源和風(fēng)電） 制定新的風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定 制定激勵(lì)政策，推動(dòng)風(fēng)電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。 德國(guó)2009年可再生能源法（Renewable Energy Sources Act）規(guī)定： 新建風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)服務(wù)補(bǔ)貼（至2014年） 0.5Ct/kWh 現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)服務(wù)補(bǔ)貼 0.7Ct/kWh（5年）,3. 解決方案,公共事業(yè)部門 風(fēng)電規(guī)劃和運(yùn)行中的技術(shù)支持（氣象） 電網(wǎng)企業(yè) 加快電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè) 提高電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù) 開展風(fēng)電功率預(yù)測(cè) 開展節(jié)能調(diào)度,3. 解決方案,風(fēng)電功率預(yù)測(cè),3. 解決方案,3. 解決方案,常規(guī)發(fā)電企業(yè) 提高發(fā)電機(jī)組運(yùn)行技術(shù) 風(fēng)電開發(fā)運(yùn)行企業(yè) 提高風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行與控制技術(shù) 開展風(fēng)電功率預(yù)測(cè),3. 解決方案,風(fēng)電功率預(yù)測(cè),3. 解決方案,風(fēng)電場(chǎng)控制,3. 解決方案,風(fēng)電場(chǎng)控制,3. 解決方案,Horns Rev 海上風(fēng)電場(chǎng) Absolute Power Constraint,3. 解決方案,Horns Rev 海上風(fēng)電場(chǎng) Balance Control,3. 解決方案,Horns Rev 海上風(fēng)電場(chǎng) Power Gradient Constraint,3. 解決方案,Horns Rev 海上風(fēng)電場(chǎng) Delta Production Constraint,3. 解決方案,Horns Rev 海上風(fēng)電場(chǎng) Delta 疊加 Balance控制,3. 解決方案,風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè),3. 解決方案,電力用戶 提高電力用戶需求