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源网协调的大风电场群高渗透率联网规划与运行关键技术及应用
立项支持
  • 公布年份:
    2015
  • 中图分类:
    TM614, TM732
  • 关键词:
  • 成果简介:
    风力发电是当今全球规模最大、快速发展的非水电可再生能源,是能源低碳化变革的重要推动力。2013年中国风电装机91GW,居世界首位。中国规划了8个10GW级风电基地,各基地联网风电装机已超过4GW,所在电网最大风电功率渗透率超过40%,形成了中国独有的“规模化开发,集中外送”的风电开发模式和“大风电场群”“高渗透率联网”的特点。由于风电功率具有强波动不确定性、低能量密度特性,大风电场群高渗透率联网对电网的运行和规划都带来严峻挑战,导致大量弃风(每年逾百亿kWh)和输电资产收益极低等严重问题,困扰了风电的发展。该项目先后获国家自然科学基金重点项目等11项国家级项目/课题的支持,在大风电场群高渗透率联网的源特性分析、输电规划、调度控制等方面开展了深入的理论研究,实现了关键技术突破和工程应用,主要成果如下:提出了大风电场群功率外送输电规划新方法。建立了大风电场群风电功率长期波动的表征与预测方法,分析了由风电场群汇聚效应带来的源网主要矛盾,发明了改善源网综合收益的大风电场群外送输电网规划关键技术,解决了大风电场群外送输电网的高投资低收益难题。构建了风电高渗透率联网调度控制关键技术。研究了风电运行可行域的时变特性和识别方法,构建了多时间尺度递进的风电调度关键技术,通过精确追踪受限运行边界,实现电网物理约束的尽限利用,在电网调节能力不充足的不利条件下降低了弃风损失。创建了风电场安全防范关键技术。揭示了双饿风电机群非低电压连锁脱网机理,建立了连锁脱网全过程仿真计算方法,提出了防范连锁脱网的措施;实现了全运行工况下风电场的无功电压综合优化控制,有效防范了风电机群的连锁脱网。运用上述成果研发了风电联网规划平台、源网协调的调度控制系统等4个应用平台,实现了电网调度中心对风电功率的精确控制。项目成果已应用于东北、西北4个高风电渗透率省级电网(联网风电装机18GW),在风电联网规划方面,节省输电投资54.1亿元,输电资产全寿命期收益由45.2亿提高到98.7亿(增118%);在风电调度控制方面,各电网降低风电弃风率8-12%,年均减少弃风电量3.2亿kWh;提高了风电安全运行水平。近三年共新增销售额13.80亿元,新增利润1.10亿元,新增税收1.17亿元。获授权发明专利35项,软件著作权9项;发表学术论文364篇(SCI/EI208篇)。项目成果从风电联网规划、风电运行调度、风电场安全防范等方面推动了大风电场群高渗透率联网的技术进步,实现了源网双贏,为在中国特有的风电发展模式下实现风电产业的健康可持续发展发挥了重要作用。结合项目研究培养了一批人才,项目核心团队入选教育部创新团队,被评为国家“万人计划”特聘专家2人、全国杰出专业技术人才2人、“百千万”人才工程国家级人选3人、全国优秀科技工作者2人。获批建设1个国家级、3个省部级重点实验室和工程实验室。
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