2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會代表共同參與的風(fēng)能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“風(fēng)電設(shè)備智能運維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在儲能與新能源融合發(fā)展論壇上，中車株洲所風(fēng)電事業(yè)部風(fēng)電事業(yè)部龐家猛發(fā)表了題為《風(fēng)儲耦合控制技術(shù)》的主題演講。

　　

　　龐家猛：各位專家、各位同仁，大家上午好。我是來自中車株洲風(fēng)電的龐家猛，很高興和大家分享株所在風(fēng)儲控制技術(shù)方面的研究。

　　

　　我的報告分為三個方面，前面兩位專家已經(jīng)介紹了在整個宏觀背景下，比如說國家主席在2030年承諾一次能源消費比例達(dá)到25%，站在這個角度來講，風(fēng)光儲總裝機12千瓦以上，站在這個背景下我們思考風(fēng)機和儲能怎么融合，面臨兩個主要問題。第一，新能源友好并網(wǎng)，怎樣來提升新能源場站自身并網(wǎng)適應(yīng)性，形成網(wǎng)原友好協(xié)調(diào)互動。怎樣使儲能系統(tǒng)和新能源融合，提高新能源場站的消納和儲存能力。

　　

　　第二，隨著風(fēng)電占比越來越提高，以前風(fēng)電作為輔助電源到主力電源轉(zhuǎn)變，需要我們系統(tǒng)調(diào)節(jié)任務(wù)，面臨很多問題，比如說風(fēng)電機組是超同步振蕩、故障電壓穿越等等這些問題怎么解決。

　　

　　從政策上來講，分析了兩點，從標(biāo)準(zhǔn)來講，2018年提出了《風(fēng)力發(fā)電機組網(wǎng)適性測試規(guī)范》和《電力系統(tǒng)安全定導(dǎo)則》對于我們提出了要求，新能源電源應(yīng)該具有一次調(diào)頻、快速調(diào)壓、調(diào)峰能力。第二，原則上要同步發(fā)電機組的電壓和頻率耐受能力一致。第三，新能源場站必須要提供慣量與短路容量支撐。

　　

　　由于風(fēng)電機組并網(wǎng)特性，比如說弱慣量和弱頻率支撐，會導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性持續(xù)下降，可以通過兩個圖看，上面是過去電網(wǎng)，大部分100%占比以火電技術(shù)為主，當(dāng)前電網(wǎng)隨著風(fēng)電提高，到2030年風(fēng)電新能源并網(wǎng)超過25%，這時候發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模風(fēng)電會導(dǎo)致整個穩(wěn)定性下降。

　　

　　目前新能源發(fā)展?fàn)顩r，風(fēng)的間歇性，包括風(fēng)電機參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的動力不可控。第一就是減載備用調(diào)頻降低了風(fēng)能的利用率。第二，慣量調(diào)頻會導(dǎo)致系統(tǒng)頻率的二次跌落等。第三，有效轉(zhuǎn)動慣量不段減小。第三，導(dǎo)致機端電壓不均衡和影響穩(wěn)定性。

　　

　　下面介紹中車株洲所的研究，從兩個方面進(jìn)行研究，第一個就是一機一儲，2021年在3.3兆瓦技術(shù)上開展了一機一儲磷酸鐵鋰，包括超級電容進(jìn)行了研制，我們進(jìn)行了數(shù)字仿真，試驗研制，包括實驗室測試，并且在今年10月份在中車河北風(fēng)電場完成了測試。主要研究對象儲能加上風(fēng)機耦合控制系統(tǒng)，實現(xiàn)儲能+槳具角的調(diào)頻，風(fēng)機的離網(wǎng)啟動運行和一些評估。通過前期做仿真實驗，我們采用的直流側(cè)接入，雙饋風(fēng)電變流器直流側(cè)配置儲能顯著提升。

　　

　　第二，在機組直流側(cè)配置10%額定功率，10分鐘儲能，直流側(cè)電壓波動最多能減小100V，實現(xiàn)輸出電流平衡時，電網(wǎng)長期不平衡能提升50%以上。

　　

　　第三，儲能今年10月份完成了儲能系統(tǒng)加入風(fēng)電系統(tǒng)一次調(diào)頻，前面提到了整個風(fēng)電機組如果單純靠風(fēng)電機組慣量調(diào)頻會有跌落，這是在云南某風(fēng)電場測試的，下面紅色曲線就是風(fēng)機的慣量曲線，在調(diào)節(jié)做慣量支撐之后10秒左右會有一個二次跌落問題，怎樣通過單純的風(fēng)電機組存在二次跌落怎么解決，通過儲能模擬整個風(fēng)電機組一個慣量調(diào)頻，通過儲能系統(tǒng)加入可以減少風(fēng)機慣量，參與調(diào)頻，減少對我們風(fēng)機整個性能的損失，這里我們根據(jù)整個電網(wǎng)頻率波動，還有SOC，對整個儲能進(jìn)行充放電測試計算。

　　

　　第三張圖，就是儲能+槳距角進(jìn)行線攻，在額定功率3兆瓦技術(shù)，滿發(fā)時候，我們這里不能深攻，把這個容量頂上去，按照我們現(xiàn)在一次調(diào)頻標(biāo)準(zhǔn)，整個折算到調(diào)頻標(biāo)準(zhǔn)上儲能系統(tǒng)出力達(dá)到整個風(fēng)機10%的額定功率。三張圖分別就是高負(fù)荷下70%到90%，和低負(fù)荷下的測試曲線。

　　

　　下面看風(fēng)光儲場站級能量管理系統(tǒng)研究，這是基于數(shù)字共享理念采用統(tǒng)一通訊和實時數(shù)據(jù)平臺，協(xié)同優(yōu)化和子系統(tǒng)實現(xiàn)整個場站精細(xì)化控制，提升涉網(wǎng)能力。架構(gòu)主要是分層架構(gòu)，集群控制器+能管平臺，條度控制和采集數(shù)據(jù)網(wǎng)分立模式，基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)會產(chǎn)生在新型列式儲存系統(tǒng)，條度、控制由于的數(shù)據(jù)通過調(diào)度、控制網(wǎng)存出到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，左邊是整個系統(tǒng)框架，這套系統(tǒng)大概可以達(dá)到400GW風(fēng)電，150兆瓦的儲能能量。

　　

　　整個平臺分成三級架構(gòu)，第一級是進(jìn)行風(fēng)光場站、儲能SVG之間的優(yōu)化調(diào)度。第二，二級實現(xiàn)風(fēng)光場站各風(fēng)光發(fā)電間的集群精細(xì)化控制。第三，設(shè)備側(cè)控制，實現(xiàn)槳距角+關(guān)聯(lián)+儲能設(shè)備測控制，逐步進(jìn)行細(xì)化。

　　

　　針對這套系統(tǒng)目前我們今年年底有一部分能夠上線，這套系統(tǒng)前面提到整個當(dāng)前狀態(tài)，風(fēng)電場無功控制算法，現(xiàn)在用數(shù)據(jù)驅(qū)動形式來調(diào)節(jié)，以全場風(fēng)機最小無功功率為目標(biāo)，滿足要求為約束，建立現(xiàn)行的數(shù)學(xué)模型，求解到各個風(fēng)機最小的調(diào)節(jié)量。

　　

　　第二，就是實測仿真，基于中車中衛(wèi)某風(fēng)電場的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運行數(shù)據(jù)，仿真分析結(jié)果。通過算法做了之后，右邊按照我們目標(biāo)最小值一個線性規(guī)劃，可以達(dá)到看離散點樣對比較少，從這里得出一些結(jié)論，按照我們現(xiàn)在的計算方式，可以將所有的一些規(guī)定控制在所允許范圍之內(nèi)。第二，可以實現(xiàn)最小無功輸出，將所有的越限節(jié)點回調(diào)，進(jìn)行風(fēng)電場無功控制，因為中間線路阻撓，但是我們實時都是按照等比例，每個風(fēng)機占5%的無功輸出，會產(chǎn)生浪費，通過現(xiàn)在來做通過數(shù)據(jù)分析計算，我們每個機組無功處理會有差異的，整個下一步工作，因為前期拿到整場運站一年數(shù)據(jù)10萬風(fēng)場進(jìn)行分析，下一步要結(jié)合風(fēng)電場AGC和ABC的控制數(shù)據(jù)測算進(jìn)行風(fēng)電場的實施運行測試，場站這一部分內(nèi)容今年年底會完成整個并網(wǎng)調(diào)試運行。謝謝各位。

　　

　　（根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）