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新能源裝機容量不斷擴大:隨著新能源裝機規(guī)模不斷擴大,同時區(qū)外來電持續(xù)增長,電力系統(tǒng)面臨轉(zhuǎn)動慣量下降、頻率控制困難等結(jié)構(gòu)性困境,電力系統(tǒng)安全面臨嚴(yán)重威脅。
《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》《電力系統(tǒng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)規(guī)范》:規(guī)范新能源廠站及儲能電站一次調(diào)頻運行管理工作。提升新能源廠站及儲能電站涉網(wǎng)性能,提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。
新能源廠站及儲能電站一次調(diào)頻功能應(yīng)用工作方案:適用于35kV及以上電壓等級并網(wǎng)的新能源廠站,10kV及以上電壓等級并網(wǎng)額儲能電站。分三批次逐步推進(jìn)一次調(diào)頻功能應(yīng)用工作。
一次調(diào)頻功能要求、性能指標(biāo)、參宿設(shè)置進(jìn)行了規(guī)定:缺乏新能源廠站內(nèi)部自動化系統(tǒng)架構(gòu)及自動化設(shè)備技術(shù)要求,暫不聚幣在線遠(yuǎn)程監(jiān)測/在線主動評估的能力。
在線遠(yuǎn)程監(jiān)測需求
(1)保障弱同步支撐情況下新能源場站對電力系統(tǒng)的支撐能力,實時考量新能源廠站的一次調(diào)頻能力,在線獲取新能源發(fā)電廠設(shè)置的一次調(diào)頻有功-頻率下垂特性函數(shù),并實時獲取一次調(diào)頻死區(qū)、一次調(diào)頻限幅、調(diào)差系數(shù)等參數(shù)。
在線主動評估需求
(2)以新能源發(fā)電集團(tuán)為主體,對下屬各發(fā)電站一次調(diào)頻性能主動評估,滿足各地調(diào)度對新能源廠站的一次調(diào)頻性能要求,并對評估結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)分析評價。
性能分析需求
(3)在線評估風(fēng)電場并網(wǎng)符合性:調(diào)節(jié)能力實時監(jiān)測、電網(wǎng)適應(yīng)性、功率控制、電能質(zhì)量、調(diào)頻性能、在線建模、穩(wěn)定裕度評估。
電力輔助服務(wù)管理需求
(4)新能源廠站電場配置功率控制子站系統(tǒng),可實現(xiàn)一次調(diào)頻、一次調(diào)頻在線監(jiān)測、AGC和AVC功能。其采集并網(wǎng)點電流電壓,實時計算電流、電壓、頻率、有功,實現(xiàn)一次調(diào)頻功能,并接收調(diào)度主站AGC調(diào)節(jié)指令,實現(xiàn)AGC功能,也可實現(xiàn)跟蹤電力調(diào)度指令,實時調(diào)整無功出力。
區(qū)域統(tǒng)一管理調(diào)控需求
(5)下屬各場站一次調(diào)頻性能、大擾動合格事件、一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率、累計貢獻(xiàn)電量等相關(guān)運營指標(biāo)統(tǒng)一管理比對分析,計算基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)的累計貢獻(xiàn),在保障電力系統(tǒng)可靠運行前提下獲得最大收益,同時后期可結(jié)合風(fēng)儲系統(tǒng)統(tǒng)一管理,獲得優(yōu)秀的發(fā)電策略,為發(fā)電集團(tuán)高效運行提供數(shù)據(jù)支撐。
建立新能源集團(tuán)調(diào)頻響應(yīng)全景數(shù)據(jù)的統(tǒng)一信息平臺,供系統(tǒng)層各高級應(yīng)用子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)存取訪問及向調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行上送:
1)分層分布式的系統(tǒng)架構(gòu)
2)支持國產(chǎn)自主可控的軟硬件配置方案
3)基于一體化信息平臺實現(xiàn)綜合監(jiān)控與評估
4)實施評估個廠站調(diào)頻能力
5)各廠站參與輔助服務(wù)累計貢獻(xiàn)量統(tǒng)計
6)年度一次調(diào)頻動作統(tǒng)計分析
7)調(diào)頻裝置采樣率高達(dá)10K,裝置支持60S長錄波
8)自適應(yīng)優(yōu)化算法,根據(jù)EMS特性自動調(diào)整參數(shù)
9)全面支持IEC61850規(guī)范
10)支持應(yīng)用的快速發(fā)展與集成
在線遠(yuǎn)程監(jiān)測:
各工況下的頻率上階躍、下階躍、上擾、下擾等情況下的有功功率響應(yīng)特性。
在線主動評估:
各工況下的頻率上下階躍、上下擾動、AGC疊加等情況下的有功功率響應(yīng)特性及高低電壓瞬時擾動的性能校驗。
輔助服務(wù):
基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)統(tǒng)計、一次調(diào)頻貢獻(xiàn)率、累計貢獻(xiàn)電量。
結(jié)果評價:
響應(yīng)滯后時間、響應(yīng)時間、調(diào)節(jié)時間、控制偏差、一次調(diào)頻合格率。
性能分析:
調(diào)頻性能、電網(wǎng)適應(yīng)性、功率控制、電能質(zhì)量、穩(wěn)定裕度。
系統(tǒng)管理:
測試標(biāo)準(zhǔn)、測試管理、計劃管理、廠站管理、用戶管理、角色管理等。
1)集安全性、穩(wěn)定性于一體的綜合數(shù)據(jù)處理平臺
2)支持各種主流操作系統(tǒng)平臺開放式、可移植系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3)遵行IEC61970的電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息模型
4)基于分組計算的分布式一體化平臺設(shè)計
5)支持動態(tài)平衡分流的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)穿梭模型
6)基于可視化、全矢量的圖模庫一體化系統(tǒng)
7)采用自監(jiān)視、自診斷和自愈合技術(shù),提高自動化系統(tǒng)運行可靠性
8)采用“應(yīng)用漂移"技術(shù),支持單機系統(tǒng)啟動和運行
(1)在電源方面,為了保證裝置的可靠運行,采用隔離技術(shù),使弱電系統(tǒng)和強電系統(tǒng)基本隔離,這樣能去除大部分低頻干擾;其次,對于高頻干擾,在每一路電源中使用高性能的EMI濾波器,使干擾信號在電源入口處便被濾除,良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計大大增強了裝置的電磁兼容性能
(2)在硬件上,QTouch-3200核心服務(wù)器裝置基于全密閉無風(fēng)扇、無硬盤嵌入式硬件平臺,運行穩(wěn)定可靠,并采用了硬件看門狗技術(shù)。
(3)在軟件設(shè)計上,提供關(guān)鍵進(jìn)程的運行狀態(tài)監(jiān)視和守護(hù)功能,在進(jìn)程運行異常的情況下可以自動重啟軟件程序,保證軟件程序的連續(xù)不間斷運行。
(1)一次調(diào)頻期間新能源場站按照電網(wǎng)要求的功率—頻率特性調(diào)節(jié)新能源場站有功功率輸出值,實現(xiàn)快速頻率響應(yīng)功能。一次調(diào)頻期間的死區(qū)、調(diào)差率及功率響應(yīng)限幅值在線可調(diào)。
(2)新能源場站一次調(diào)頻功能與AGC控制相協(xié)調(diào),二者滿足電網(wǎng)規(guī)定的疊加/閉鎖邏輯。
(3)一次調(diào)頻功能投入不會限制新能源場站出力,在實際低頻工況時,各新能源電站根據(jù)實際運行工況參與電網(wǎng)頻率快速響應(yīng),不提前預(yù)留有功備用。
(4)具備數(shù)據(jù)監(jiān)測和錄波功能,可以實時記錄光伏電站并網(wǎng)點信息及一次調(diào)頻期間逆變器的運行狀態(tài)。
(5)實時監(jiān)測并網(wǎng)點電網(wǎng)頻率:根據(jù)主變高壓側(cè)(出線)的電壓計算電網(wǎng)頻率。
(6)判斷電網(wǎng)頻率是否達(dá)到調(diào)頻范圍:根據(jù)預(yù)設(shè)的快速頻率響應(yīng)動作死區(qū)定值,判斷系統(tǒng)頻率是否到達(dá)動作門檻。
(7)更新目標(biāo)有功計劃:根據(jù)有功-頻率特性曲線計算更新目標(biāo)有功計劃??焖兕l率響應(yīng)調(diào)節(jié)限幅按定值整定。
(8)數(shù)據(jù)錄波功能:將快速頻率響應(yīng)動作事件及數(shù)據(jù)錄波記錄下來,用于快速頻率響應(yīng)動作的事后分析。
(9)模擬測試功能:具有快速頻率響應(yīng)軟件模擬測試功能,方便快速頻率響應(yīng)功能調(diào)試。
(10)具備測試信號輸入端子,方便現(xiàn)場入網(wǎng)檢測。
(11)具備躲過單一短路故障引起的瞬時頻率突變功能。
總結(jié)
ST736是為實現(xiàn)風(fēng)電場或光伏電站一次調(diào)頻響應(yīng)控制而研制的專用系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)系統(tǒng)頻率,電網(wǎng)頻率時限,啟動頻率響應(yīng)模式,迅速協(xié)調(diào)新能源場站有功輸出,快速實現(xiàn)對電網(wǎng)頻率的有效控制。通過在多個工程項目的應(yīng)用,充分驗證其高可靠性、高穩(wěn)定性功能特點。