2014年3月27日,在2014中國清潔電力峰會暨中國國際清潔能源博覽會智能電網論壇上,天城同創電氣有限公司微網并網技術部研發總工肖迪介紹了金風風電機組的特性,以下為詳細內容。
主持人:如果沒有問題,再次感謝錢工!下面,請天城同創電氣有限公司微網并網技術部研發總工肖迪演講,肖迪2010年畢業于挪威科技大學,獲得電力工程碩士學位,2011年加入金風科技,從事風電并網產品的研發及國際并網技術支持工作,歡迎肖迪演講!
肖迪:大家下午好!
我將從以下四方面介紹金風風電機組的特性:首先,請大家看一下金風封建風電機組拓撲結構,由于葉片和發電機直接相連,所以,我們沒有齒輪箱,大家提高了發電效率。由于使用的是全功率變流器,有較強的低電壓穿越能力。
風電接入電網技術規定,首先風電場數據的上傳與下發,對控制的要求有對并網點有功和頻率控制、對無功和電壓的控制,以及階段電壓和功率因素的控制,還有電能品質的要求,以及暫穩態要求,比如低電壓、過電壓穿越以及頻率穿越等,現在越來越重視仿真與建模的要求,以及風機保護和認證情況。
我們對有功控制的解決方案,對于風電廠機的有功控制,采取能量管理平臺,根據電網調整風機有功輸出,同時,要考慮到風機整體壽命以及安全運行。這套系統可以完成對風電廠有功輸出以及并網、有功變換率的控制。早些年我們在現場做了一個有功控制的測試,藍色曲線代表有功輸出,我們能迅速的作出響應,而且響應的命令與電網要求的誤差非常小,當此命令取消時,能迅速恢復到正常的有功輸出。
對于有功變換率的控制,現在電網的要求比較高,根據電網的要求,調節有功變換率的控制,從100兆瓦到80兆瓦之間的時間,電網的要求是8分鐘,可以在15秒到10分鐘之內進行調節。
對于無功控制,金風的風電機組為滿足全球無功曲線的要求,選擇適當時間擴大功率因素范圍,可以做到0.9,一般設置為0.95。傳統的無功控制是通過集中無功補償來補償整個風電廠的無功消耗,包括無功損耗。為了節省用戶的成本,我們想到用風機多余的無功能力補償整個風電廠的無功損耗,我們研發了一套裝置,來調動風機無功能力,從而補償風機下面以及線路和組件的無功損耗。同時,接受調度的命令,穩定并網點無功和電壓。這套裝置具有調節速度快、精度高的特點,最重要的是占地面積小,而且大大節約了成本。能提供的無功補償能力大概在33%,一般電網要求是20%左右。
這些年電網遇到的一些故障,以及電網對風電廠的要求,提的比較多的是鼓掌穿越,金風兆瓦級機組無功低電壓穿越能力,具有非常簡單的控制模式,具有非常高的低電壓穿越能力,當電網發生故障時,低壓側會感覺到電壓降低,基側和偶側是相對獨立的,電壓降低后,基側不會發生任何變化,導致無功、有功的不平衡,所以會抬升電容的電壓,從而激活自動電阻消耗掉送不出去的多余電能,恢復功率平衡,當故障消除后,電壓會非常快的恢復,由于我們是基偶控制,有功也會迅速的恢復。在當初電網還沒有對低電壓穿越提出要求時,我們已經開始對低電壓穿越做一些研究工作,在后期現場測試中,我們和中國電科院做了一些現場測試。
總的來說,由于采用的是永磁以及成功的變流器,金風兆瓦機機組控制策略相對簡單,所以有更好的故障穿越能力,功率恢復速度快,以及可控的短路電流。關于并網性能,電網也關注電能品質和電壓品質的質量問題。按照IEC的標準,我們做過測試,風電場的穩定性滿足要求。關于風機的繼電保護,都是按照全球并網導則最大標準選取器件,從而滿足全球市場的需求。頻率范圍在47.5-52之間能正常運行,滿足國標,同時,也滿足所有主要風電國家包括德國、澳大利亞、南非、丹麥等國的頻率要求。電壓范圍超過他們的要求。關于認證情況,所有的機型都已經或者即將取得認證報告。
風電廠并網對電力系統的影響,并網滲透率越來越大,影響也越來越重要,對前期方針工作要求越來越高,現在全球市場主要采用的仿真軟件大概這么幾種:PSS/E、PSLF、BPA等,針對這些國際要求,我們聯合第三方機構開發出了我們自己的風機模型,用于風電廠的并網特性的研究。針對國內市場,我們和電科院合作,作出了BPA模型仿真結果。
總結,在研發工作中,我們進行了大量的投入,用盡可能低的成本取得更優的表現,從而降低客戶的風險。
謝謝!
主持人:大家對肖迪介紹的風機并網的內容有沒有問題,我在這個行業里工作年頭比較長,之前是做第三方咨詢的,后來到了金風科技,這個行業是這樣,對于可再生能源行業,從心里講,廠家對電網公司都戰戰兢兢的,電網公司的調度、電網的要求一提,廠家一天到晚趕緊做試驗,研究標準,否則不讓你并網,不讓并網,就沒有錢了,我們談智能電網,其實是雙向的,電網公司提并網導則,電網公司也要改善,對于設備制造商和風電廠運營商來講,為了能夠更好的把風電、太陽能并上網,也做了大量的工作。
如果大家沒有問題,今天下午的演講到此結束。
謝謝大家!