世紀新能源網消息：近日，國國家發展和改革委員會發布2015年第31號公告《國家重點推廣的低碳技術目錄（第二批）》。據悉，《目錄》（第二批）涉及煤炭、電力、建材、有色金屬、石油石化、化工、機械、汽車、輕工、紡織、農業、林業等12個行業，涵蓋新能源與可再生能源、燃料及原材料替代、工藝過程等非二氧化碳減排、碳捕集利用與封存、碳匯等領域，共29項國家重點推廣的低碳技術。

記者看到

一、技術名稱:風電場、光伏電站集群控制技術

二、技術類別:零碳技術

三、所屬領域及適用范圍:電力行業 新能源領域

四、該技術應用現狀及產業化情況

我國規劃 2020 年在甘肅、新疆、內蒙古、河北、吉林、江蘇、山 東和黑龍江等地區建成九個千萬千瓦級風電基地,其中部分地區同時 建設百萬千瓦級光電基地,“規模化開發、集中并網”已成為我國可再 生能源開發利用的主要模式之一。風電場、光伏電站集群控制技術可 有效地平抑單一風場、光伏電站的隨機性和波動性出力特性,形成規 模和外部調控特性與常規電廠相近的電源,具備靈活響應大電網調度 的能力,大幅度提高風電/光電的利用率。

目前,該技術已在甘肅酒泉 800 萬千瓦風電場、300 萬千瓦光伏 電站進行示范應用,共接入敦煌、酒泉等 5 個協調控制主站,瓜州、 玉門等 40 個控制子站,53 座風電場、18 座光伏電站、4 個火電廠, 廠站規模達到 120 個,每年可減少棄風、棄光發電量 5%左右,相當于 甘肅省每年增加發電量 10.4 億 kWh,節約標準煤 33 萬噸,減少碳排 放 78 萬 tCO2。

五、技術內容

1. 技術原理

該技術通過配合大電網完成風-光-火-水協調調度、緊急控制,對 內協調控制各風電場、光伏電站、無功補償設備等,采取集群內部的 在線有功控制、無功電壓調整、運行優化和本地安全策略,進而提高 系統效率,減少棄風、棄光等現象發生。其應用主要基于以下幾種研 究和技術:實時監測網絡與數據支撐平臺研究,聯合功率預測及應用 支持系統研究,集群運行優化及安全穩定防線研究,風電場、光伏電 站集群控制策略研究,風/光電出力特性及建模驗證和關鍵信息提取、 可視化與可擴展方面的關鍵技術等。

2. 關鍵技術

(1)基于測風測光網絡和實時監測數據平臺的風光電源的動態狀 態估計技術

提出風光電源的動態狀態估計方法,為風/光建模、聯合功率預測 系統開發和風光集群在線控制提供基礎數據支持;

(2)大型風電、光伏集群“機組-場站-集群子網”多顆粒度建模技 術

提出大型風電、光伏集群“機組-場站-集群子網”多顆粒度建模技 術,為分層集群控制奠定模型基礎;

(3)大規模風光集群聯合功率預測及其誤差綜合評估技術

提出大規模風光集群聯合功率預測及其誤差綜合評估技術,為集

群控制系統提供關鍵決策依據;

(4)風電場、光伏電站集群有功、無功、安穩一體化控制技術

該技術通過集群方法實現內外分層協調控制,可有效提升網源協調能力。

3. 工藝流程

風光集群控制系統結構圖見圖 1。



圖 1 風光集群控制系統結構圖

六、主要技術指標

1.有功控制命令控制周期≤5min;新能源電站有功控制響應時間≤10s,控制偏差≤3MW;新能源電站申請更改有功出力計劃的時間間 隔≤1min;

2.電壓控制命令控制周期≤5min;無功控制命令控制周期≤1min; 新能源電站電壓控制響應時間≤120s,控制偏差≤0.5kV;

3.調度中心站安全穩定控制策略在線刷新周期≤5min;廠站端控制 裝置本地整組動作時間≤30ms,系統整組動作時間≤100ms;

4.重要模擬量更新周期≤3s;開關量狀態變化傳送時間≤2s;場站 側命令執行時間≤1s。

七、技術鑒定情況

該技術已獲得國內發明專利 12 項,獲得實用新型 10 項目;軟件 著作權 25 項;制定技術標準 20 項;出版專著 3 本。 八、典型用戶及投資效益

典型用戶:甘肅酒泉千萬千瓦風電基地、百萬千瓦光電基地等。 典型案例

案例名稱:酒泉大規模風、光集群控制系統示范工程 建設規模:建成覆蓋 800 萬千瓦風電場、300 萬千瓦光伏電站的

新能源集群控制系統示范工程。建設條件:風、光集群控制系統示范 工程為四級控制體系,分別為調度中心站、控制主站、控制子站和執 行站,風電場、光伏電站升壓站作為控制子站,各個風電場、光伏電 站作為執行站。主要建設內容:建設以測風塔、測光站為主的資源監 測網絡,覆蓋風電基地、光電基地的運行監測網絡,集群控制系統調 度中心站、控制主站、控制子站、執行站的建設。主要設備為 44 座測風塔、18 座測光站,1 個調度中心站、5 個控制主站、40 個控制子站、75 個執行站。項目總投資 7880 萬元,建設期為 36 個月。應用風電場、 光伏電站集群控制技術每年可減少棄風、棄光發電量 5%左右,產生年 經濟效益 6.3 億元,可節約標準煤 33 萬 t,減少碳排放約 78 萬 tCO2, 碳減排成本約 100 元/tCO2。

九、推廣前景和減排潛力

隨著我國新能源發展戰略的持續推進,在今后一段時期內我國大 規模風電基地、光電基地的建設還會保持高速發展態勢,風電場、光 伏電站集群控制系統將具有廣闊的發展空間和推進應用前景。預計未 來 5 年,該技術可推廣應用 30 套,包括 10 套中心站和約 1000 套廠站 端裝備,年可以減少棄風、棄光電量約 63 億 kWh,可減少碳排放 468 萬 tCO2。