辽宁电科院:用清风吹散雾霾
2015-03-02 10:01:07 来源:
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电力18讯:
风能是一种清洁的可再生能源,大力发展风电既可以缓解用电的紧张、为经济的发展提供可持续的动力,也可以减少对传统的化石燃料的过度依赖、对节能和环保都具有重要的意义。近年来,辽宁电科院从建模仿真、并网检测、提高风电利用率、采用弃风电量供暖、大容量储能消纳风电等多维度入手,用清风吹散雾霾,促进辽宁风电健康有序发展。
建模仿真打头炮
近几年,辽宁电网风力发电机组单机容量和风电场建设规模都日益扩大,但风力的随机性和间歇性会对电力系统稳定运行产生一定的影响。对于含有风电场的电力系统,建立正确的数学模型并对该系统进行仿真分析,是研究风电场接入电网运行和控制的基础。
辽宁电科院为此积极开展风电场建模仿真工作,从2009年开展陆续购置ETAP、RTLAB、Digsilent、ADPSS等仿真软件,开展清洁能源电能质量分析、电网故障情况下动态响应特性分析、运行优化分析。该院深入研究了风电场人工短路试验验证风电场低电压穿越特性的方法,通过风电场整体建模方式建立风电场低电压穿越模型,并根据短路试验数据修正模型误差;开展了辽宁省风电场无功评估及优化,搭建了包含集中无功补偿装置的风电场无功仿真模型,以风电场网损最小为优化目标,优化风电场无功控制策略,使风电场运行效益最大化;通过单台风电机组低电压穿越能力仿真验证、风电场电网瞬变响应特性、大规模储能提高风电接纳能力、新能源并网认证仿真评估技术、风电场重合闸等研究工作,搭建了多种风电场仿真程序,为现场测试、风电场运行对电网影响研究提供了有力技术支撑。
并网检测做基础
辽宁电网风资源比较丰富,近年来发展迅速,目前全网风电装机容量为6229MW。随着风电装机容量不断增加,风电并网带来的并网问题也日益突出,辽宁电网老旧风电场较多,存在较大的并网安全隐患。
为了保证大规模风电接入后的电网安全稳定运行,辽宁电科院组建了一支年轻而富有活力的风电并网检测队伍,购置了国内外先进的测试设备与仪器,建立了完善的风电并网检测体系。通过开展风电场低电压穿越能力检测、电网适应性测试、动态无功补偿装置性能测试、AGC/AVC性能检测,发现风电场并网运行中潜在的安全隐患,帮助风电场对其存在问题进行整改,在最大程度上保证风电场并网后电网的安全稳定运行。目前,该院已经完成了辽宁电网所有风电场低电压穿越能力抽检任务、18座风电场电网适应性检测工作、14座风电场动态无功补偿装置检测工作、4座风电场AGCAVC性能检测工作、52座风电场电能质量终端检测工作。
该院开展的测试工作及测试能力得到了国网公司的认可,于2013年成为第一批国家风电并网检测中心分中心。通过辽宁电科院科研团队的不懈努力,从2008年至今辽宁电网未发生一起恶性大规模风电脱网事故,最大程度上保障了风电的并网安全。
提升效率见效益
辽宁电科院通过统计分析发现,大部分的风电场的风机平均偏航误差都在10-12度左右,通常目视无法确定。为了减小风电机组偏航系统偏差,提高风电场发电效率,该院采用专用激光雷达测风仪可以准确地测量到不受尾流干扰的风速信号,从而得到标准风速与风电机组偏航之间的误差,并使用专用方法对风机进行偏航修正。偏航误差的校正能够给风机带来发电量的增加、功率曲线的优化以及载荷的降低,提高年发电量3%以上,优化效果明显。
该院还在提高风电场设备运行水平方面开展了专项测试及研究工作,风机制造厂商承诺风电机组可在功率因数±0.95连续运行,但风电场在实际运行中均将风电机组功率因数设置为1,风电场大量可调节无功并未投入到风电场运行中。该院通过现场测试及仿真计算得出风电场无功功率输出能力,并提出最优运行方案,降低风电场损耗,提高了风电场的发电效益,帮助风力发电业主找回了从风轮中漏走的财富。
消纳方式辟新途
辽宁电科院深入研究了辽宁电网风电接纳能力,分析了辽宁电网调峰的难点以及限制风电并网的主要因素。从辽宁地区限制风电出力的时段和原因来看,主要是在冬季夜间的低谷负荷期,普遍存在较大的风电与供暖之间的矛盾。一边是大量风电能源被弃掉,另一边是冬季亟需清洁能源供热以降低空气污染。为解决该问题,除了加大跨地区输送电力的办法,风电供暖则是最近获得较大认可的一种方式。
该院对采用不同方式的供暖方式进行了大量调研分析工作,对比不同储热方式的优缺点及可行性实施方案,得出在辽宁地区采用高压电储热方式替代小锅炉可行的方案之一。同时,该院对风电弃风电量供暖经济性进行了分析,针对电储热供暖的不同运行,对比分析了不同方案的经济效益和社会效益,提出了合理的建设方案。
辽宁电科院还积极开展储能等新技术消纳风电技术研究工作。依托公司国家863计划项目“储能系统提高间歇式电源接入能力关键技术研究与开发”,构建了利用大容量储能提高间歇式电源接入能力的方法体系,以提高间歇式电源的接入,突破了我国间歇式电源规模化发展中网源协调的技术瓶颈,并在公司实施示范工程验证。这不仅为辽宁电网在储能系统运行特性及关键技术研究等方面提供了有效支撑,也为电池储能技术在提高电网风电接纳能力的应用打下了坚实基础。
今后,辽宁电科院将继续致力于清洁能源发展,以提高电网风电接纳能力为己任,立足于电网,积极服务新能源发展,力争在推动电源结构优化、促进节能减排、深化电能替代等方面发挥更大的作用。(罗铭)
风能是一种清洁的可再生能源,大力发展风电既可以缓解用电的紧张、为经济的发展提供可持续的动力,也可以减少对传统的化石燃料的过度依赖、对节能和环保都具有重要的意义。近年来,辽宁电科院从建模仿真、并网检测、提高风电利用率、采用弃风电量供暖、大容量储能消纳风电等多维度入手,用清风吹散雾霾,促进辽宁风电健康有序发展。
建模仿真打头炮
近几年,辽宁电网风力发电机组单机容量和风电场建设规模都日益扩大,但风力的随机性和间歇性会对电力系统稳定运行产生一定的影响。对于含有风电场的电力系统,建立正确的数学模型并对该系统进行仿真分析,是研究风电场接入电网运行和控制的基础。
辽宁电科院为此积极开展风电场建模仿真工作,从2009年开展陆续购置ETAP、RTLAB、Digsilent、ADPSS等仿真软件,开展清洁能源电能质量分析、电网故障情况下动态响应特性分析、运行优化分析。该院深入研究了风电场人工短路试验验证风电场低电压穿越特性的方法,通过风电场整体建模方式建立风电场低电压穿越模型,并根据短路试验数据修正模型误差;开展了辽宁省风电场无功评估及优化,搭建了包含集中无功补偿装置的风电场无功仿真模型,以风电场网损最小为优化目标,优化风电场无功控制策略,使风电场运行效益最大化;通过单台风电机组低电压穿越能力仿真验证、风电场电网瞬变响应特性、大规模储能提高风电接纳能力、新能源并网认证仿真评估技术、风电场重合闸等研究工作,搭建了多种风电场仿真程序,为现场测试、风电场运行对电网影响研究提供了有力技术支撑。
并网检测做基础
辽宁电网风资源比较丰富,近年来发展迅速,目前全网风电装机容量为6229MW。随着风电装机容量不断增加,风电并网带来的并网问题也日益突出,辽宁电网老旧风电场较多,存在较大的并网安全隐患。
为了保证大规模风电接入后的电网安全稳定运行,辽宁电科院组建了一支年轻而富有活力的风电并网检测队伍,购置了国内外先进的测试设备与仪器,建立了完善的风电并网检测体系。通过开展风电场低电压穿越能力检测、电网适应性测试、动态无功补偿装置性能测试、AGC/AVC性能检测,发现风电场并网运行中潜在的安全隐患,帮助风电场对其存在问题进行整改,在最大程度上保证风电场并网后电网的安全稳定运行。目前,该院已经完成了辽宁电网所有风电场低电压穿越能力抽检任务、18座风电场电网适应性检测工作、14座风电场动态无功补偿装置检测工作、4座风电场AGCAVC性能检测工作、52座风电场电能质量终端检测工作。
该院开展的测试工作及测试能力得到了国网公司的认可,于2013年成为第一批国家风电并网检测中心分中心。通过辽宁电科院科研团队的不懈努力,从2008年至今辽宁电网未发生一起恶性大规模风电脱网事故,最大程度上保障了风电的并网安全。
提升效率见效益
辽宁电科院通过统计分析发现,大部分的风电场的风机平均偏航误差都在10-12度左右,通常目视无法确定。为了减小风电机组偏航系统偏差,提高风电场发电效率,该院采用专用激光雷达测风仪可以准确地测量到不受尾流干扰的风速信号,从而得到标准风速与风电机组偏航之间的误差,并使用专用方法对风机进行偏航修正。偏航误差的校正能够给风机带来发电量的增加、功率曲线的优化以及载荷的降低,提高年发电量3%以上,优化效果明显。
该院还在提高风电场设备运行水平方面开展了专项测试及研究工作,风机制造厂商承诺风电机组可在功率因数±0.95连续运行,但风电场在实际运行中均将风电机组功率因数设置为1,风电场大量可调节无功并未投入到风电场运行中。该院通过现场测试及仿真计算得出风电场无功功率输出能力,并提出最优运行方案,降低风电场损耗,提高了风电场的发电效益,帮助风力发电业主找回了从风轮中漏走的财富。
消纳方式辟新途
辽宁电科院深入研究了辽宁电网风电接纳能力,分析了辽宁电网调峰的难点以及限制风电并网的主要因素。从辽宁地区限制风电出力的时段和原因来看,主要是在冬季夜间的低谷负荷期,普遍存在较大的风电与供暖之间的矛盾。一边是大量风电能源被弃掉,另一边是冬季亟需清洁能源供热以降低空气污染。为解决该问题,除了加大跨地区输送电力的办法,风电供暖则是最近获得较大认可的一种方式。
该院对采用不同方式的供暖方式进行了大量调研分析工作,对比不同储热方式的优缺点及可行性实施方案,得出在辽宁地区采用高压电储热方式替代小锅炉可行的方案之一。同时,该院对风电弃风电量供暖经济性进行了分析,针对电储热供暖的不同运行,对比分析了不同方案的经济效益和社会效益,提出了合理的建设方案。
辽宁电科院还积极开展储能等新技术消纳风电技术研究工作。依托公司国家863计划项目“储能系统提高间歇式电源接入能力关键技术研究与开发”,构建了利用大容量储能提高间歇式电源接入能力的方法体系,以提高间歇式电源的接入,突破了我国间歇式电源规模化发展中网源协调的技术瓶颈,并在公司实施示范工程验证。这不仅为辽宁电网在储能系统运行特性及关键技术研究等方面提供了有效支撑,也为电池储能技术在提高电网风电接纳能力的应用打下了坚实基础。
今后,辽宁电科院将继续致力于清洁能源发展,以提高电网风电接纳能力为己任,立足于电网,积极服务新能源发展,力争在推动电源结构优化、促进节能减排、深化电能替代等方面发挥更大的作用。(罗铭)
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