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近10 年来,随着能源危机和环境问题的日益突出,光伏发电、风力发电等可再生能源都得到了长足发展。其中,风力发电作为技术最成熟的一种可再生能源发电方式,其发展速度和应用规模不断得到扩大。
随着风电比例的日益增长,如甘肃酒泉地区、新疆哈密地区等风电场群大规模集中接入电力系统并高电压远距离外送案例的不断增加,风电在电力系统中的“地位”正在发生变化,风电对电网的影响已经不可忽视,其中风电场的有功功率控制问题尤为重要,影响着区域电力系统的电能品质、经济性及安全稳定。
国家标准GB/T 19963 -2011 《风电场接入电力系统技术规定》明确规定:“风电场应配置有功功率控制系统,具备有功功率调节能力;当风电场有功功率在总额定出力的20% 以上时,对于场内有功功率出力超过额定容量的20% 的所有风电机组,能够实现有功功率的连续平滑调节,并参与系统有功功率控制。”可见,结合风电场有功功率调节现状与需求,让风电机组参与电网的频率调节以增强风电场的电网适应性势在必行。
目前市场上流行的风电机组都借助变桨系统来实现风电机组输出有功功率的调节。至于风电场的有功功率控制,一般都借助风电场AGC(Automatic Generation Control )系统来实现。
本文首先研究了各国并网规程关于风电场/风电机组有功功率调节方面的技术要求。然后从风电规程有功功率调节技术要求出发,结合笔者相关的工作经验,探讨了风电场/ 风电机组有功功率/ 频率控制方面存在的一些问题。
国内外风电规程有功功率技术要求
风电场/ 风电机组要具备有功功率控制能力以保证系统频率稳定性,并防止输电线路过载等危及系统安全稳定的情况。为此,各国根据自身电网实际情况在风电场/ 风电机组有功功率控制方面提出了如下几项技术要求。
一、有功功率最大值控制要求
并网规程规定:风电场输出的实时有功功率上限应与电力系统调度机构下达的给定值一致。这有助于电力系统调度机构能够合理安排整个系统的发电/ 输电/ 用电计划以保证整个系统的安全稳定运行,也是避免送出线路过载、保证区域电网负荷用电供需平衡的技术手段之一。
二、有功功率变化率控制要求
在规定的有功功率输出范围之内,风电场/风电机组应根据电力系统调度机构下达的控制指令来控制有功功率变化率,尤其是在风电机组启动和停机阶段,以避免电压跳变、冲击电流等不利情况的危害。
德国E.ON 并网规程规定:风电场/ 风电机组应具备在调度指令下减少有功功率的能力,控制速度要达到每秒10% 额定功率而不应引起风电机组继电保护动作。有的国家按照风电场装机容量大小还规定了“1 分钟平均变化率”、“10分钟平均变化率”等具体技术指标。
三、功率预测要求
风电场应配备有功功率预报系统,且应按照规定的要求上报其发电计划。虽然,风能是一种不可预知的不稳定电源,但目前可根据历史资料、气象预报等数据可把有功功率预报精度提高到75%~85% 左右。
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6月7日,通辽市奈曼旗120万千瓦风电基地项目投资建设主体优选结果公示。根据公示,第一候选企业为新华(奈曼旗)新能源投资有限公司。
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