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大规模风电联网高效规划与脱网防御关键技术及应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TM715
  • 关键词:
  • 成果简介:
    项目属电力工程领域。大力发展风电是推动能源低碳化转型、治理雾霾和应对气候变化的国家重大需求。中国风电装机连续五年居世界首位,八个千万千瓦级风电基地建设成效显著,形成了“规模化开发、集中外送”的发展模式。然而,风电高速发展与电网发展不协调,导致严重弃风,2016年全国弃风电量497亿千瓦时,超过风电总发电量的20%。大量弃风严重阻碍风电发展,引发社会广泛关注。多措并举破解风电联网难题,对推进能源低碳化、治理环境污染具有重要意义。该项目自2006年起,从大规模风电外送输电规划、电网调节能力扩展规划和机群脱网防御三方面开展系统研究,取得了多项创新成果和关键技术突破。1、创建了风电外送高效输电规划关键技术,有效解决了千万千瓦级风电基地外送输电工程“保输送/不弃风”与“节投资”相矛盾的难题。发现了大规模风电场群输出功率的“汇聚效应”并提出定量表征与预测方法,解决了大规模风电功率波动特性获取的难题;发明了改善源网综合收益的大规模风电外送输电容量优化方法,依据风电特性精确匹配输电容量,显著提高输电工程效益。应用于吉林、新疆、宁夏风电基地(规模远超国外)外送输电规划,既保障了风电外送,又避免了过度投资,已节省输电投资8.8亿元,远景规划(2025年)可节省投资81亿元。2、创建了储能规划关键技术,揭示了弃风与电网调节能力的定量关系,构建了旨在降低弃风的一体化调节能力扩展规划方法,首次提出了风电运行可行域识别及风电超限事件定量表征方法,创建了以减少弃风损失为目标的一体化储能扩展规划方法,通过储能的整体规划实现了对弃风损失的最大削减。提出储能系统尽限利用策略,显著提升储能的利用效能。储能规划系统应用于辽宁电网,规划建设的4座储能电站已投入运行,实现了储能总量扩展和空间布局的优化,近三年减少弃风9.7亿千瓦时,减少弃风损失63%。3、创新了风电机群大面积脱网分析方法与防御技术,揭示了新的脱网机理,构建了防范策略和平台,成功防御了风电机群大面积脱网。首次揭示了近满载工况下风电机群非低电压连锁脱网机理,创建了时序离散化的连锁脱网过程反演方法,填补了风电机群脱网机理与计算方法的空白;提出了风电机群脱网分类方法,丰富了脱网分析理论体系;构建了连锁脱网防范策略,研发了多级无功电压协调控制系统,解决了风电机群大面积脱网防御的难题。成果应用于72个风电场,杜绝了脱网事故及其停电损失,降低了电力系统的运行风险。获授权国家发明专利40件、软件著作权19项,发表SCI/EI论文218篇,编制行业/企业标准8项,出版专著2部。近三年,减少弃风损失电量10.67亿千瓦时,为应用单位节省输电投资8.8亿元,减少燃煤34.1万吨、CO2排放88.7万吨,经济、社会效益显著。项目成果有力推动了风电联网领域的科学技术进步,获省部级科技进步一等奖3项。中国电机工程学会鉴定:“整体成果达到国际领先水平”。
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