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南方电网:广东海上风电产业链创新链融合发展模式

时间:2024-07-02 00:11:14 作者:行业动态 点击:1 次

  广东电网首创“1+N”试验场众筹共建模式,建设了实时仿真测试平台、全数字仿真验证平台和风光水省地一体化智能调控平台,同时建成了国内首个电厂侧储能直控、首个高压级联式储能调频、首个储能黑启动9F重型燃机等系列示范项目。融合发展模式有力地支撑了大电网的稳定性分析、降低电大规模风机脱网风险,提升大电网安全稳定裕度,并促进了风机检测产业化发展。广东电网通过建立科学、高效的并网调度运行管理机制,形成全产业科技支撑能力,以此来实现创新链和产业链融合发展,服务和引领海上风电产业高水平质量的发展,为构建新型电力系统提供了样板。

  在广东省能源局支持下,首创“1+N”试验场众筹共建模式。广东电网以珠海桂山“1”为主基地,建立海上风电“工程建设-投产验收-运行维护”全生命周期检测试验体系。研制8兆瓦海上风电机组一体化并网测试装置,研发海上风电场的智能闭环检测及测试平台,解决大容量风机及场站级并网测试大容量、宽频带、程序化难题。突破远端测试技术,大幅度的提高检测效率和安全性。与风电开发企业合作,向粤东粤西延伸发展“N”个试验场,实现风机就地制造、就地检测、就地并网。建成21个海上测试机位,形成全球最大的检验测试能力,满足未来大容量海上风机试验检测、认证及并网需求。

  依托南方电网新能源研究中心,建设硬件在环实时仿真测试平台和全数字仿真验证平台。该平台基于全国产CloudPSS内核、虚拟化技术和云服务集成框架、自动代码生成器和异构并行计算技术,实现多时间尺度直流电磁暂态建模、多场景仿真、事件链建模仿真、快速断面初始化等,为高比例新能源与大规模电力系统多场景仿真分析提供高效灵活工具。基于该平台,广东电网组织并且开展了风机、光伏、储能等设备测试与建模、风电场并网性能验证,并全面建成广东地区风电机组模型数据库,为高比例新能源并网消纳与安全稳定运行提供重要手段。

  建立覆盖单机单变流器的风光水省地一体化智能调控平台,实现对广东海上风电及其他新能源的并网接入、实时监视、预测、控制、考核等管理;建设新能源省地协同AGC控制管理系统及新能源AVC控制主站,实现全省海上风电“可观、可测、可控”。超短期预测纳入调度台实时监控,为计划安排和现货结算提供保障。

  优化并网运行管理,发布《广东电网新能源并网调度服务手册》,优化精简风机并网审核流程,支撑新能源“应并尽并”,全力推进“新能源并网一次都不跑”。建立新能源消纳分析机制,深入掌控新能源特性:发布广东电网新能源运行管理方案,常态化开展日常及极端天气下的新能源运行特性分析,建立月度、年度月报编制机制,为全面掌握广东新能源运行特性、保障新能源尤其是海上风电安全稳定运行及全额消纳提供有力支撑。

  保障清洁能源消纳。挖掘消纳空间促进新能源多发满发。建立事前预警-事中调控-事后分析机制,及时依照国家规范统计限发电量并做好信息报送,并按“一事一分析”模式抓好新能源消纳情况分析,做好闭环管控。

  针对海上风电大规模集群接入的宽频振荡问题,提出基于现有PMU技术升级为新能源宽频测量的技术路线,实现新能源大规模集群接入的宽频振荡精准监测与告警。通过谐波溯源提升了对海上风电谐波问题的认知及分析水平,提出频域阻抗扫描与时域电磁暂态仿真验证相结合的技术路线,为海上风电宽频振荡的分析提供了方案。

  大规模海上风电接入对系统的运行灵活性提出更高要求,储能技术是解决该问题的重要方法之一。针对电化学储能应用模式单一、未充分的发挥作用的问题,提出了大规模储能应用于火储联合调频、独立调峰、独立调频、毫秒级紧急控制、黑启动等多种应用场景的协同控制技术,建设储能多模式协调应用平台,建成了国内首个电厂侧储能直控、首个高压级联式储能调频、首个储能黑启动9F重型燃机等系列示范项目。

  1.在“1+N”统一试验风场先后完成了上海电气、明阳智能等多个机型的并性试验,支撑广东650万千瓦海上风电新机型检测,保障海风场按期全容量并网。通过新能源实验室仿线个机型的机电暂态和(或)电磁暂态的建模工作,有力地支撑了大电网的稳定性分析;优化20余项风机主控与变流器参数及控制策略,支撑海风场高频谐波谐振等多起事件分析,大大降低电大规模风机脱网风险,提升大电网安全稳定裕度。获得风机CNAS检验测试资质,实现风机检测产业化发展。

  2.省地一体化风光水智能调控平台,集中式新能源接入覆盖率100%,新能源短期和超短期预测准确率达97.8%和96.1%,为计划安排和现货结算提供保障,超短期预测纳入调度台实时监控,成效国内领先。高效并网机制全力支撑新能源“应并尽并”,超额完成400万千瓦海上风电年度重点任务,2021年底广东电网海上风电装机达到650万千瓦,同比增长超过5倍,新增容量走在全国前列。掌握广东新能源运行特性,为保障新能源尤其是海上风电安全稳定运行及全额消纳提供有力支撑。

  3.储能技术和市场机制培育了全国最大的储能调频服务市场,促进储能并网规模超过400兆瓦。研究成果入选国家能源局首批储能示范项目,连续三年获国际储能创新大赛应用创新典范,获得中国电力科技三等奖、广东电力科技一等奖等奖励及政府主管部门和行业的高度认可。

  4.健全完善海上风电、储能等技术标准体系。牵头编制行业标准5项、国家标准1项(如表1所示),填补国内标准领域的空白,在业内获得高度认可。申请相关发明专利10项,获得授权1项。

  针对海上风电快速地发展存在的明显问题,本案例提出科研+生产的解决模式,联合电网公司、发电企业、厂家各方科研力量,攻克海上风电并网测试关键技术难题,建成了广东省“1+N”统一试验风场,研制海上风电并网前-中-后台核心装备和平台系统,建立科学、高效的并网调度运行管理机制,形成全产业科技支撑能力,以此来实现创新链和产业链融合发展,服务和引领海上风电产业高水平质量的发展,为构建新型电力系统提供了样板。