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新能源光伏電站快速調(diào)頻35kV-220kV一次調(diào)頻解決方案

來源:新能源并網(wǎng)

時間:2023-04-28 09:00:51

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1、新能源快速頻率響應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用背景

  按照國家能源局西北監(jiān)管局關(guān)于推進西北電網(wǎng)新能源場站快速頻率響應(yīng)工作的通知要求,結(jié)合國家電網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心及各省調(diào)有關(guān)新能源場站快速頻率響應(yīng)相關(guān)文件,要求新能源發(fā)電場站必須具備一次調(diào)頻能力。

  新能源快速頻率響應(yīng)系統(tǒng),通過采集并網(wǎng)點CT、PT的信號,測量頻率后根據(jù)有功-頻率下垂特性折線函數(shù),計算電站目標出力的大小,然后計算分解到每臺風機或逆變器的出力大小,并通過通信網(wǎng)絡(luò)將目標調(diào)節(jié)指令快速傳送至每一臺發(fā)電單  元,發(fā)電單元的控制系統(tǒng)根據(jù)下發(fā)的目標值進行負荷的調(diào)節(jié),達到頻率響應(yīng)和主動支撐的目的。


2、新能源光伏電站快速調(diào)頻方案設(shè)計

  新能源光伏電場場站通過加裝獨立控制裝置完成有功-頻率下垂特性控制,使其在并網(wǎng)點具備參與電網(wǎng)頻率快速調(diào)整能力。

  一是使用快速頻率控制和采樣裝置;

  二是根據(jù)新能源電站實際情況考慮對電站AGC及逆變器進行升級/改造,保證快速頻率響應(yīng)的整體性能。

  新能源場站在并網(wǎng)運行時,受外界負荷變動影響,電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時,自動計算并調(diào)整當前電站的有功出力,使之與外界負荷相平衡,從而盡力減少電網(wǎng)頻率的變化,這一過程即為新能源場站快速頻率響應(yīng)功能(一次調(diào)頻)。

(1)頻率體現(xiàn)電網(wǎng)有功供需平衡關(guān)系

(2)供大于求,頻率升高,則降有功

(3)供不應(yīng)求,頻率降低,則升有功

(4)快速調(diào)整發(fā)電出力,拉回頻率

(5)頻率過高、過低都有危害


3、光伏電站35kV-220kV一次調(diào)頻實施方案

 新能源光伏電站快速調(diào)頻35kV-220kV一次調(diào)頻解決方案

(一)光伏電站35kV-220kV一次調(diào)頻(頻率快速響應(yīng)裝置)二次倉內(nèi)部署內(nèi)容:

(1)需要在二次倉內(nèi)部署功率控制設(shè)備,功率控制設(shè)備直采并網(wǎng)點電壓電流。

(2)需要在二次倉內(nèi)部署N臺快速功率接口裝置,用于搭建光伏區(qū)環(huán)網(wǎng)并將光伏環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給功率控制設(shè)備,其中,接口裝置的數(shù)量由集電線路數(shù)量和光伏區(qū)環(huán)網(wǎng)數(shù)量決定。

(3)需要部署交換機,將所有接口裝置的數(shù)據(jù)匯集并上送給功率控制設(shè)備。

(4)需要部署一套監(jiān)控后臺。

(5)每臺接口裝置與GPS通信屏光口(光伏區(qū)光纖環(huán)網(wǎng)接口)之間布設(shè)4個光纖跳線,分別接在快速功率接口裝置的2個光口上,并與光伏區(qū)現(xiàn)場快速功率接口裝置對接。

(二)光伏電站35kV-220kV一次調(diào)頻(頻率快速響應(yīng)裝置)光伏區(qū)部署內(nèi)容:

(1)需要在光伏區(qū)箱變低壓側(cè)部署快速功率接口裝置,接口裝置用于規(guī)約轉(zhuǎn)換功能和組建光纖環(huán)網(wǎng)功能。

(2)接口裝置需要安裝在箱變低壓側(cè),從箱變低壓側(cè)取220V交流電源,從原光纖配線架上接跳纖搭建光纖環(huán)網(wǎng),同時和逆變器通信,本案例中一臺接口裝置可與兩臺逆變器通信。

(3)所有配件及設(shè)備安裝完畢后,觀察光配盒附件是否有環(huán)網(wǎng)交換機,如果有,將DMP-9602的ETH4口用網(wǎng)線接入環(huán)網(wǎng)交換機。

(4)接口裝置軟件調(diào)試,首先確認現(xiàn)場版本是否正確,下載正確的goose.txt文件,配置ID,IP參數(shù)等。

(5)如逆變器不具備毫秒級的功率控制能力,則逆變器需要升級。

(三)光伏電站35kV-220kV一次調(diào)頻(頻率快速響應(yīng)裝置)實現(xiàn)的功能:

(1)本工程實現(xiàn)了AGC、AVC、一次調(diào)頻和一次調(diào)壓功能,AGC、AVC和一次調(diào)頻功能滿足調(diào)度要求。

(2)有功控制時間小于200ms,動態(tài)無功響應(yīng)時間小于30ms。


4、新能源光伏快頻與傳統(tǒng)一次調(diào)頻的區(qū)別

(1)調(diào)試對象不同:傳統(tǒng)一次調(diào)頻是由發(fā)電機組調(diào)速器完成;新能源快頻是由光伏逆變器或風電機組完成。

(2)響應(yīng)時間不同:傳統(tǒng)一次調(diào)頻響應(yīng)時間長,受機械設(shè)備而性能、損耗影響;新能源快頻是通過電子設(shè)備運算,響應(yīng)速度、精度較高。

(3)通訊方式不同:傳統(tǒng)一次調(diào)頻通過硬接線通訊,受現(xiàn)場施工影響大;新能源快頻可以通過網(wǎng)絡(luò)通訊,施工更加靈活。

(4)動作范圍不同:傳統(tǒng)一次調(diào)頻動作范圍??;新能源快頻在合適天氣下可調(diào)節(jié)范圍更大。

(5)調(diào)節(jié)精度不同:傳統(tǒng)一次調(diào)頻是有差調(diào)節(jié);新能源快頻是智能化策略分配,調(diào)節(jié)更智能、效果更好。


5、光伏電站35kV-220kV一次調(diào)頻應(yīng)用價值

 ?。?)新能源光伏電站一次調(diào)頻安全性更高:快速功率調(diào)節(jié)新能源快速功率調(diào)節(jié)為二次操作,利用新型電力電子技術(shù),安全性高。而傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)使用的是一次設(shè)備,如旋轉(zhuǎn)機械、鍋爐等設(shè)備,同時在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時會有短路電流。

 ?。?)新能源光伏電站一次調(diào)頻可靠性更高:快速功率調(diào)節(jié)新能源快速功率調(diào)節(jié)為分布式,即使有部分逆變器/變流器故障,服務(wù)器根據(jù)在線數(shù)量重新分配無功調(diào)節(jié)量,保證無功調(diào)節(jié)不間斷,可靠性高。而傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)為集中式,出現(xiàn)故障時整站失去無功調(diào)節(jié)能力。

 ?。?)新能源光伏電站一次調(diào)頻調(diào)節(jié)速度快:快速功率調(diào)節(jié)新能源電站快速功率調(diào)節(jié)是利用電力電子設(shè)備與電力系統(tǒng)進行功率交換,依靠高速通信網(wǎng),功率控制靈活,調(diào)節(jié)速度可以達到毫秒級。而傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)傳統(tǒng)功率調(diào)節(jié)利用大型調(diào)節(jié)設(shè)備,功率控制不靈活。


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