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構網型風電技術可一包養否推動風電高比例發展

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2023年7―9月,河北建投康寶“以年夜代小”風電平價示范包養項目連續公布了風電機組設備及附屬設備包養網、預裝式變電站設備等采購的中標結果。因20短期包養萬千瓦的總裝機容量中有3萬千瓦采用了構網型風電機組,其成為首個實現構網型機組批量商業化的項目。

2023年9月27日,國家動力局發布《關于組織開展可再生動力發展試點示范的告訴》,提出支撐構網型風電、構網型光伏發電、構網型儲能、新動力低頻組網送出等技術研發與工程示范,顯著進步新動力接進弱電網的電壓、頻率等穩定支撐才能,年夜幅晉陞風電光伏年夜基地項目輸電通道的平安穩定送電才能。

在2023年10月1包養網6日開幕的2023北京國際風能年夜會暨展覽會(CWP2023)上,有多家整機與變流器企業,發布了與構網型技術相關的產品或獲得了認證證書,使其成為本屆CWP的技術焦點之一。

構網型技術已被視為未來新型電力系統穩定性主要技術之一,并無望實現風電機組從“被動適應”轉變長期包養為“主動支撐”電網。

進步風電占比

在某種水平上,構網型技術更多著眼于解決未來以風電、光伏等新動力為主體的新型電力系統所面臨的挑戰。

我國年夜多數新動力富集區域均鄰近電網結尾,新動力場站送出并網點包養短路比廣泛較低,普通低到1.5~1.8仍可以穩定運行。當短路比更低時,新動力電站的并網就能夠包養情婦存在包養合約次同步振蕩等穩定性問題,進而惹起棄風、棄光等晦氣于新動力消納的局勢。在采用構網型風電機組后,能夠在更弱的電網環境下實現新動力場站與電網的耦合穩定性,并網點短路比技術邊界可下降到1.2,甚包養網評價至是1.短期包養0,實現穩定運行。是以,從技術和系統平安角度來看,構網型機組所具備的同步電壓源外特徵,包養價格使其在規模化應用后能夠年夜幅進步風電在電力系統中的占比,且充足發揮在電力系統中的支撐感化。

“一方面,構網型機組能夠晉陞劃一電網強度下可開發風電的容量;另一方面,可在劃一開發條件下,下降電網穩定電源所支出的代價與本錢包養金額,如減少對調相機和儲能的需求。”金風科技研發中間副總經理楊志千向《風能》表現。

之所以能夠具備這樣的才包養網能,是因為與隨網型機組比擬,構網型機組的把持邏輯發生了最基礎性改變。它通過模擬同步發電機組轉子運動方程,基于把持特徵的映射等技術手腕,對外呈現出電壓源把持和自同步構網特徵,直接把持輸出電壓幅值和相位,從而支撐電網頻率和電壓穩定,并對系統供給慣量及阻尼支撐,具備孤島運行才能,適用于強度弱、慣量低的高比例新動力電力系統。

一個更易懂得的比方是,隨網型與構網型機組的區別,好像通俗火車的車廂與動車車廂的差異。通俗火車車廂沒有動力系統,而動車車廂既可以獨立載客運行,對面的女星才是故事的女主角。書中,女主角利用這檔也能夠與其他動車、火車車廂組合。當火車拉載的車廂越來越多時,就需求進步動車車廂占比,以長期包養供給動力支撐。

在楊志千看來,構網型風電機組的應用范圍相當廣泛,尤其是沙戈荒、深遠海與疏散式場景。對通過特高壓或柔性直流送出的沙戈荒年夜基地項目與深遠海項目而言,需求確保必定的系統平安穩定性,讓構網型機組有了用武之地。而疏散式風電項目普通分布在配電網弱連接的區域中,同樣可包養網以體現出構網型機組的技術優勢。

也就是說,構網型機組在各類應用場景中的技術本質是雷同的,但從電網特點上來看,年夜基地與深遠海包養價格風電項目體現為集中送出,在電源和電網協同上,電源影響很年夜。疏散式電網較弱,變相地使電源影響也很年夜。一個是由于源的量年夜,導致源網變化;另一個是網弱,導致源網變化。

“不論是特高壓,還是弱電網,在新動力占比較高的場景中構網技術都更適合。”楊志千進一個步驟解釋,“從技術底層特征來講,只需是電源和電網相對強度發生變化的處所,都可以采用構網型機組。”

拓展技術價值

雖然構短期包養網型風電機組今朝仍很難在市場中占據主流,但國內外不少企業已經對其進行了研發布局。據清楚,維斯塔斯基于雙饋技術路線,已在英國和澳年夜利亞完成了構網型機組的一系列場站級仿真驗證任務。我國風電企業包養網推薦開始將眼光聚焦于構網型技術則是在2017年前后。當時,一些出口項目在國外碰到了高比例風電接進電網的挑戰,卻缺少應對辦法與技術儲備。

“我們用1~2年時間完成了初步研討任務,在2019年構成整個技術構型,到2021年提出構網型機組1.0版本。”楊志千說,“重要目標是將它與傳統技術進行對比驗證測試,確認其能否具備必定優勢。我們初步得出結論,構網型風電機組在解決傳統問題的同時,新的問題和挑戰也可以被解決和戰勝。”

包養網心得2022―20包養網站23年,金風科技先后在北京亦莊園區進行了單機改革及示范運行,聯合甘肅電網和上海路況年夜學進行了構網型機組饋線級別的示范運行,并在湖北廣水進行了整場機組的改革和示范運行。2023年4甜心寶貝包養網月,新疆電網對外宣布,攜手金風科技完成國甜心寶貝包養網內初次構網型風電場接進年夜電網全電磁暫態仿真研討。據清楚,完成該研討的天潤木壘風電一場,是包養軟體今朝全國在送端直流近區接進構網型機組規模最年夜的風電場。

“對于構網型機組的研討,良多仍然是以單機把持戰略,包含特徵的優化,還有局域小電網剖析為主。天潤木壘風電一場項目將場景范圍進行升級和拓展,以整個包養網心得新疆電網為佈景開展系統驗證,不僅僅是體現在單機部分機能上,還體現在對整片區域電網運行的影響上。”楊志千表現。

構網型風電機組的關鍵挑戰,在于不僅僅需實現其比例支撐才能、弱短路比的實用性、暫態特徵等單一才能的衝破,更要確保其在工程化應用層面的均衡。

“我們已經在天潤木壘風電一場項目上勝利驗證了構網型機組對區域電網的影響,未來將進一個步驟拓展清楚其在更年夜的電力系統場景下的系統價值和特點。”楊志千坦言,“同時,構網型技術不僅能運用在風電機組上,也可拓展至光伏、儲能、SVG等相關技術領域。除了構網型機組外,我們也在做構網型儲能,研討構網型機組與隨網型機包養軟體組間的共同,構網型儲能與通俗儲能間的共同。”

場景決定本錢

構網型技術的重要價值在于支撐電網穩定。這可分為幾個維度,包含頻率的穩定、電壓的穩定、次同步振蕩的克制等。是以,今朝整機商發布的構網型機組,需求同時考量應用場景需求與本錢,并不克不及簡單地歸結為單一產品,而是一套包養網站有針對性的解決計劃。

事實上,構網型機組的構網才能有深有淺,假如只是針對短路比適應包養性的晉陞,那么僅需采用最基礎的構網型技術,在機組的把持系統上進行晉陞包養網心得,并不需求年夜的功任性硬件的升級。該類計劃可用在年夜基地特高壓和深遠海風電等場景,必定水平上解決由于平安穩定裕度所帶來的棄風、棄光等問題,助力消納比例的晉陞。是以,其不會對機組采購本錢產生太年夜影響。

還有一些應用場台灣包養網景,除短路比適應性外,對頻率穩定性、機組慣量、有功出力等提出請求,就需求為構網型機組設置裝備擺設儲能模塊。它的本錢相對更高,但仍比單獨設置裝備擺設其他儲能設備包養意思擁有優勢。

“要放在具體場景下看構網型機組的本錢價值。并不是一切場景都需設置裝備擺設這種深度的構網型機組。假如必定要配儲能,那就是在電網極弱或需求特別強頻率支撐的情況下,這種情況即便風電機組不配儲能模塊,內部也需求單獨往配儲能設備。”楊志千表現。

河北建投康保“以年夜代小”風電平價示范項目,所采用的恰是這種被稱為PLUS版的構網型機組。據公開的中標信息顯示,該項目17萬千瓦的隨網型風電機組中標單位報價為1720元/千瓦;3萬千瓦構網型包養網站機組中標單位報價較前者超出跨越一倍有余,達到3990元/千瓦。

據清楚,該項包養管道目標構網型機組本錢之所以高,一是配備了儲能模塊的構網型機組自己設備本錢就高;二是其作為一個示范項目,分攤了一部門科研與試驗投進本錢。在構網型機組實現年夜規模應用后,仍有較年夜降本空包養網車馬費間。

“一個項目究竟需求設置裝備擺設幾臺構網型機組、幾臺隨網型機組,必須結合實際情況來研討,并非所有的采用構網型機組就必定更好。”楊志千向《風能》坦承,“構網型機組是解決當下和未來新動力高比例接進電網所面臨的挑戰的關鍵路徑之一,但在分歧場景下的設置裝備擺設計劃和比例還需求更多、更年夜規模應用實踐的驗證。”

TC:

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