光伏小知識丨新能源并網(wǎng)的關鍵技術——新能源機組及場站聚合仿真建模；大規(guī)模新能源并網(wǎng)有功頻率分析與控制。

新能源機組及場站聚合仿真建模

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風電場——等值模擬方法

臺數(shù)眾多、星散分布，如何高效、精確仿真模擬——按容量加權平均等值

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大規(guī)模新能源并網(wǎng)有功頻率分析與控制

新能源接入頻率安全及控制

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現(xiàn)有標準對常規(guī)火電、水電機組都有明確規(guī)定，新版安全穩(wěn)定導則對新能源機組頻率調節(jié)能力、頻率耐受能力都提出了“虛擬同步”的要求，但現(xiàn)在正在逐步改造優(yōu)化，還未有達到要求。對電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性造成的影響正日益顯現(xiàn)。

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“轉動慣量”是衡量系統(tǒng)抗擾動能力的重要指標。系統(tǒng)轉動慣量分兩部分：一是常規(guī)機組轉動慣量，隨著機組被大量替代而持續(xù)減小；二是新能源的“有效轉動慣量”，與常規(guī)機組相比較小，導致系統(tǒng)總體慣量不斷減小，抗擾動能力持續(xù)惡化。

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隨著新能源出力占比不斷增加，系統(tǒng)頻率調節(jié)能力持續(xù)下降，大功率缺失情況下，極易誘發(fā)全網(wǎng)頻率問題。
東北電網(wǎng)5500萬千瓦負荷水平下，伊穆直流閉鎖缺失300萬千瓦功率時，若網(wǎng)內(nèi)無風電頻率下跌07Hz;若網(wǎng)內(nèi)風電出力達到1000萬千瓦，頻率下跌1.1Hz，低頻減載動作(門檻49.2Hz)。
西北負荷6800萬千瓦、損失350萬千瓦功率情況下:若網(wǎng)內(nèi)無風電，頻率下跌0.65Hz;若風電出力1200萬千瓦，頻率下跌095HZ比無風電時增加03Hz。

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常規(guī)機組調頻性能的優(yōu)化與管理

2015年9月19日，錦蘇直流雙極閉鎖，華東電網(wǎng)頻率跌至4956Hz，近+年來首次跌破49.80Hz，頻率越限長達221秒。

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事故期間華東主力機組中，僅有 20%的機組-次調頻響應性能滿足標準要求，其余80%均不合格，16%的機組甚至出現(xiàn)反調特性

新能源場站調頻性能的優(yōu)化與管理

隨著新能源場站一次調頻技術的發(fā)展，按照“調頻權責明晰、各類型機組協(xié)同配合的總體思路，結合各調頻資源的特性及電網(wǎng)的調頻需求，從時間尺度、調頻能力及穩(wěn)定型等方面提出多調頻資源協(xié)調配合原則及策略。

快速頻率控制時間維度需求:

利用新能源參與電網(wǎng)頻率響應的快速性，補償常規(guī)電源機組一次調頻功能在0~5s內(nèi)快速性的不足，在05s內(nèi)釋放調頻能力，即在時間維度上，與常規(guī)電源機組一次調頻相互配合、接力動作。

快速頻率控制頻率維度需求:

正常頻段內(nèi)(50土02H)，主要依賴常規(guī)水火電機組一次調頻及AGC進行。利用新能源參與電網(wǎng)頻率響應，在頻率維度上，安排新能源機組快速頻率響應與常規(guī)水、火電機組一次調頻相互配合、相互補強，確保大電網(wǎng)頻率質量。

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考慮到光伏逆變器為電力電子器件，調節(jié)較靈活且無機械損耗，光伏電站快速調頻死區(qū)按照006Hz(方式1)設置，同時為了避免風機獎葉控制系統(tǒng)頻繁調節(jié)造成機械磨損，風電場快速調頻死區(qū)按照士010HZ(方式2設置。

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直流群閉鎖，聯(lián)絡斷面C越穩(wěn)定極限解列，則解列后獨立的區(qū)域A高頻問題突出，尤其是隨著慣量低的風電接入?yún)^(qū)A占比的增加。仿真分析了風電接入下不同功率過程量的原高周切機動作及頻率恢復情況。

按“優(yōu)先切風光”、“均勻切風光與火”原則對初始高頻切機方案進行輪次替代，制定3種計及風光隨機波動的風光火聯(lián)合高頻切機改進方案。

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對比原方案與改進方案1:

1、故障2至故障4初始方案與改進方案動作輪次相同，但相同故障下改進方案的穩(wěn)態(tài)頻率低于初始方案，且頻率恢復穩(wěn)定所需時間更短。

2、故障5改進方案比初始方案少動作一輪，切機量將小于優(yōu)先切火電，降低維穩(wěn)代價。