建立一体化风电并网仿真平台
风电并网仿真是通过建立风电仿真模型和模拟风电运行过程, 分析风电与电网的相互影响, 是风电发展中需要首先突破的基础问题。
中国风电机组型号多且特性差异大,建立普适性的通用模型十分困难;大规模时空不确定性风电集中接入末端电网,原有仿真手段无法满足风电并网研究的需要。
本项目提出了风电机组通用化建模方法,建立通用化模型结构和子模块模型库,通过关键参数实测与辨识,实现各种型号风电机组特性准确模拟。建立了包含风电机组通用化模型和时序生产模拟方法的一体化风电并网仿真平台,实现了时空不确定性风电与电网之间相互影响的全过程分析,满足我国大规模风电并网仿真需要。
借助该仿真平台,完成了13 个省(区)风电接纳能力和251 个风电场并网专题研究,为我国大规模风电并网的安全稳定运行提供了强有力的技术支撑。
风电试验检测技术研究,助推风电产业升级
能资源的复杂特性决定了风电机组运行状态无法在实验室准确模拟,风电机组试验检测必须基于实际运行工况。
中国风电机组制造商和型号众多,制造商普遍不具备试验检测能力和手段,无法开展提升风电机组并网特性的研发工作,研发试验和检测需求爆发式呈现,亟需建立功能完善、灵活高效的整机试验平台。
本项目研究设计了集风电机组通用基础、切换灵活的集电系统和高兼容性的高速海量数据采集处理系统于一体的张北风电试验基地,该基地在国际上首次采用了风电机组通用基础与转接法兰相配合的技术,解决了国外已有风电试验基地更换风电机组必须拆除基础的难题,使不同型号风电机组可在同一基础上快速、灵活的安装和更换。基地还采用了切换灵活的集电系统设计方案,实现了风电机组试验状态自动切换和核心试验设备共享,极大提高了试验检测效率。
研发并应用于张北风电试验基地的固定式35 千伏/6 兆伏安电网运行模拟装置代表了国际先进水平。该装置采用阀控技术,可以远程控制电抗器的切换,可设置特定的电压跌落及恢复过程,克服了国外试验设备自动化程度低、测试周期长、测试曲线单一的缺陷,实现了各种电压故障曲线的高效真实模拟,满足了额定容量不大于6 兆瓦风电机组的低电压穿越高效
测试的需求。
为满足各地区风电机组现场试验检测需要,项目设计并研制了限流和短路电抗一体化、多分接头空心电抗器和气体绝缘开关柜相结合的移动低电压穿越测试装置,体积减小为国外同类装置的1/3,解决了各种复杂地形和交通条件下风电机组的现场试验与检测难题。
建成了中国风电机组并网试验检测装置和试验体系,建立了国家能源大型并网系统研发(实验)中心张北风电试验基地,该基地是目前国内唯一的风电公共试验研发平台,至2012年底,风电机组快速增长与检测能力不足的矛盾基本缓解;为国内150 余个型号的风电机组提供了技术研发与试验检测服务,覆盖国内所有的量产机型,指导了产品研发和改进。
总体风电利用率提高10%以上