2024江苏千万千瓦级海上风电并网稳定评估技术及应用报告.docx

2.1典型特征与问题/；.国家电网'TP'STATEGRID阿江苏曾电力IrRI公向sivrr11011MM,nm1111Fecxm海上风电随机性强、可控性弱，对电网友好性差大规模并网易导致:全球平均弃风率17%（国际可再生能源署旧ENA）风电弃风、停电事故2019.8.9英国海上风电不能支撑电网运行引发大停电（二十年来最严重）年弃风电量超5O亿度相当于160万户家庭年用电量2.2江苏电网稳定运行挑战：；)国家电网,SI(.RIDS：M»*4ikKi>Hl.w;RMU;»1.Tl>江苏新能源快速发展，电量占比达14%,新能源发展水平即将迈入国际能源署定义的第三阶段，电网安全稳定运行面临诸多挑战。新能源6500万千瓦装机占比33%,电量占比14%根据发电量占比将新能源发展水平划分为4个阶段第四阶段第三阶段025年新能源8000万干瓦装机占比38%,电占比20%第二阶段江苏(IWf.江苏十五五第一阶段日本江苏美国英国德国(29¼)(32«030£亨新能源15亿千瓦一,装机占比55%,电占比33%0%3%15%25%35%第三阶段：供需平衡难度更大；第四阶段：电网稳定性面励城录RTT;二二-c。NTENTS】海上风电发展2问题与挑战1§公司海上醺实验室4主要工作及成效3.1实验室定位国家电网BSTATEGRm阿江芳曾电力物限公司¼l»1»<.M»IvNkKA<IiuH”，.l>i.T聚焦大规模风电接入难题，开展海上风电并网生产支撑与技术攻关，支撑江苏双千万千瓦级海上风电安全高效消纳，服务新型电力系统建设。风机调得稳风机精准建模变速变桨协同控制风场控得准惯量频率支撑风功率高精度预测电网用得掉电网潮流优化控制宽频振荡风险防控3.2实验室发展历程国家电网STATEgRID加Mr电力晨公闲MAltGWDUM,NMIX'*R,ftfcCl*1.TO四家反电技术与检耳中心江芳分中心新能源及并村也刈技术标准验证实验空国家电网有限公司20132020年2023国*电网SiAk(MI)*t风电并网技术国家电网公司实限室"d，r<mvWnSirGctGfMnItfrefn2019年2022，中远海风电案件井网与伊网控制科技攻关团队国家电网有限公司3.3实验室组成£；.>.国家电网STATEGRID国网江M曾电力有MQT11.kllJIkMII*I>tu><*1I>1海上风电发展3国网公司海上风电实验室新能源友好并网评价技术体系1平抑4.1新能源友好并网评价体系构建国家电网D'STATEGRn)0»«加而公AlKiKnxx<*ij11u>>.Oxfi问题挑战创新工作亮点成效新能源出力不定性高，亍友好性不足新能源占比逐年压力加大新能源涉网友好性差异大，科学调度决策困难调度管理支律科学友好涓度友好淌知能力测算片行友好性分析基础数据入选2023年国家电网调度运行典型经验智能（匕定制化输出新能源运彳浒寺性分析专题报告全网分区、分时段全面评估新能源消纳水平及提升综合评价场站涉网特性，科学指导新能源友好调度4.1新能源友好并网评价体系构建国家电网STATEGRlDmno苏电力物公司t%r*I.RK>UM.U»1»1IMKKr11>H<<tfl科学认知全省新能源运行友好性。构建新能源运行友好性分析指标体系，融合新能源、电网、负荷运行数据，实现新能源运行友好性量化分析。科学评估全省新能源友好消纳水平。综合系统调峰'电网潮流、方式安排等多因素，测算制约新能源消纳的关键瓶颈，实现友好消纳能力量化评估。科学评价全省新能源涉网友好性。创新提出新能源涉网友好性评价体系，开展基础管理、运行特性、并网安全综合评价，支撑新能源有序调度。海上风电发展2问题与挑战主工作及成效友好并网评价技术体系3国网公司海上风电实验室海上宽频振荡风险防范录RTT;Ft-CoNTENTSZ1.4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑分类时间尺度标准要求*单点值法概率修正法超短期第15分钟297%97.2%98.0%第4小时>87%87.2%89.2%中短期次日290%90.1%91.6%第十日270%71.0%73.1%海上风电功率预测分析概率修正法的功率预测精度满足标准要求。相较于单点值法，概率修正法预测精度更高。*江苏电力并网运行管理实施细则(苏监能市场(2022)53号)合格率=（1竺刍I）Xlo0%Cap风电场功率预测曲线图4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑VA国家电网STATEGRIDr¼.11nI»<*n»HynnM>j.11)海上风电爬坡预测分析概率修正法能够有效预测海上风电功率爬坡，预测精度超90%。爬坡预测精确度指标ACC参照功率预测的合格率指标Acc=7P+7;VTP+TN+FP+FNACC指标单点值法概率修正法TP180261TN22942386FP259151FN14782Acc85.9%92.2%TP指预测准确的爬坡数量TN指预测的未爬坡数量FP指误报的爬坡事件数量FN指漏报的爬坡事件数量方法分类预测精度单点值法76.0%概率修正法92.0%合格率=(1勺HXloo%4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑，；$；国家电网STATEGRID*,¼.»ji»ji*m.nilI»tnQlNm场站级平抑：平抑风功率并网爬坡调度储能调整风机出力发生爬坡1.场站级平抑目标：并网功率波动小于爬坡定义指标:险>JXl电弃风风险系统级平抑：减少系统影响爬坡平抑目标：极端气象下网络风险指标最小(min(F)。爬坡平抑策略综合火电、储能爬坡速率及度电成本因素，提出风电场爬坡平抑及电网综合风险指标最低的海上风电爬坡事件平抑策略。场站级平抑目标：风电并网功率波动幅度小于爬坡事件设定阈值。系统级平抑目标：综合线路负载率、弃风率、弃负荷率等指标的网络综合风险最低。系统级平抑目标：定义网络综合风险指标F:F=×1.da+×TR+兀XWa4.2极端气象海上风电爬坡预测平抑国家电网yTE<iRll)川江苏电力*丽,11»口爬坡平抑策略各资源调用成本资源类型折合燃料成本燃煤0.33元/度储能0.39元/度燃煤深调1.36元/度各资源调节爬坡速度资源类型爬坡速度燃煤2%Pnmin储能PnZmin场站侧资源动作优先级电网但资源风电场站储能充电风电场站储能充电达最大功率丁匚平抑海上风电波动火电出铲火电出力达到深调点电网侧储能充电电网侧储能充电达最大功率火电深调调极限场站恻资源风电场站储能放电|平抑海上风电波动*jy抑制电网风险上爬坡事件下的爬坡平抑策略风电场站储能放电达最大功率火电出力达到上限电网侧储能放电-I动作优先级电网恻资源电网侧储能放下爬坡事件下的爬坡平抑策略抑制电网风险目录SI海上风电发展3国网公司海上风电实验室4.3海上风电并网宽频振荡风险防范国家电网STATCGIUD力WM公司$TUeCrISMbtll1.Q“双高”电力系统建设背景下，新能源大规模接入带来数HZ至数千HZ的新型振荡稳定问题。江苏海上风电及近区电网宽频振荡问题日益显现。电力系统宽频振荡分类!1:12:0014:12:3014:13:0014:13:3014:14:00M:14:a0时间风电场诱发的宽频振荡250200150l50分类频率范围诱发源系统级次同步频段(2.5Hz47.5Hz)风机、柔直换流器的直流电压外环控制；风机换流器的锁相环控制超同步振荡(52.5Hz"100Hz)风机换流器的锁相环控制；风机、柔直换流器的电流内环控制设备级中频振荡（100HZ数百HZ）风机、柔直换流器的电流内环控制；风机、柔直变流器控制延迟；直流输电海缆高频振荡（数百Hz数千HZ）柔宜变流器控制延迟4.3海上风电并网宽频振荡风险防范江苏电力育公兔STATl/<:'*.*Ij»1(«，A><IU>电力系统宽频振荡仿真平台架构软件界面国网公司科技进步一等奖：研发了首套超大规模电网电磁暂态级小干扰分析软件，解决了含海量新能源的超大规模电网宽频振荡源“判不准”的难题。244.3海上风电并网宽频振荡风险防范，；事国家电网STATEGRn）M江芳曾电力考公司"、.：、，Mi<11>.11*11,1P网频荡险控电宽振风防第三道防线（紧急控制）为系统性解决新型电力系统宽频振荡问题，提出电网宽频振荡“风险评估一实时监测一紧急控制”体系化防控方案建设宽频振荡风险诊断仿真分析系统强化新能源密集区及常规电厂风险评估升级新一代“宽频段振荡在线监视”模块 试点盛东如海风电振荡监测及溯源装置 提出新能源密集区多场站紧急控制方案 推进新能源近区常规电厂扭振保护建设电网宽频振荡风险体系化防控方案4.3海上风电并网宽频振荡风险防范£善国家电网STATE（；RID阿江苏电力育I!役舞IlIKIl5A）<njf*依托国网首批新型电力系统颠覆性技术项目，联合华北电力大学，研发了基于能量流分析的宽频振荡在线监测及溯源装置宽频振荡稳定性在线监测振荡源精细化定位