檢視电网友好型新能源综合管控系统关键技术的原始碼

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<small>[https://finance.sina.com.cn/jjxw/2022-05-20/doc-imcwiwst8502823.shtml 来自 新浪网 的图片]</small>
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'''电网友好型新能源综合管控系统关键技术'''[[国家能源局]]就《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见》征求意见。意见提出，持续完善电网主网架，补强电网建设短板，推进柔性直流、智能电网<ref>[https://www.sohu.com/a/152800316_761466 行业丨什么是智能电网？为什么叫智能电网？]，搜狐，2017-06-28</ref>建设，充分发挥电网消纳平台作用。

==项目背景==

推动大容量、高[[安全]]和可靠性储能发展应用。推动自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、虚拟电厂等参与系统调节。鼓励建设新一代电网友好型新能源电站，探索市场化商业模式，开展源、网、荷一体化运营示范，通过合理优化风电、光伏、电储能配比和系统设计，在保障[[新能源]]高效消纳利用的同时，为电力系统提供一定的容量支撑和调节能力。

==成果简介==

目前我国新能源控制系统大量采用WINDOWS操作系统，硬件关键芯片也被国外垄断，软硬件无法做到自主可控。当前国际冲突、贸易摩擦加剧，我国工控领域受威胁最大，核心[[技术]]受制于人，芯片国产化[[基础]]较低还需要进一步攻关；同时操作系统和关键应用软件也时刻面临入侵的威胁，因此工控系统的自主可控是我国当前能源安全生产面临的重要且迫切的需求，研究跨Linux和Windows操作平台运行的新一代监控系统和新能源电站并网控制技术，具有很大的现实意义。

1、基于linux开源技术，开发了工控专用安全操作[[系统]]及新能源监控平台，为新能源发电软件安全奠定基础。基于Linux系统，自主裁剪，根据工控业务需求，参考Flask安全体系和SELinux LSM框架理论，编制访问控制策略，采用强制访问控制 、端口保护技术定制开发工控专用操作系统，同时完成监控平台各子系统研发，实现对发电控制系统从主机内核到应用层的全面防护。

2、国内首次提出并成功开发了双引擎多模式联合[[工作]]（DCS、PLC）控制器。采用PLC与DCS双内核并行运算技术，实现了双引擎内核数据的多模式实时交互、多控制周期并发处理、高速运算，既满足PLC快速控制要求，又具有DCS复杂运算能力。

3、.研发了新能源场站主动支撑控制分站系统，提出了基于逆变器出力能力评估与非线性PID控制结合的调节算法，通过开发高精度高速度的电量采集模块和对高效扁平化的网络[[技术]]的研究，实现了可替代SVG/SVC的基于逆变器的无功补偿控制技术。

项目申请专利26项，其中授权发明专利5项，授权实用新型专利4项，授权外观[[设计]]专利7项；软件著作权16项，行业标准3项，论文8篇。 项目成果自金阳光伏电站监控系统成功应用之后、本课题组又在偏关老营风电机组应用上进行了成果推广。近期又有张北风电监测中心监控系统、赤峰大于营风电场、新疆荣和微网、宁夏银星能源及鲁能格尔木多能互补等电厂的监控系统设计及实施，进一步印证了市场的需求。对提高我国光伏产业核心竞争力，推动我国新能源产业自主可控化[[发展]]具有重要意义。

==推广应用前景与措施==

项目研发成果自主可控的新能源监控系统，在肥东金阳 100MW 渔光互补光伏电站实现示范应用。监控系统 2017 年 1 月投如商业运行至今已满 3 年,系统运行稳定，实现了对光伏发电系统各设备的监视与控制，保障了整个光伏发电系统的安全、稳定、高效运行；通过监控平台,及时发现潜在问题,同时结合先进运维技术手段，提高了设备的运行效率,降低故障率。监控系统中主动支撑控制分站系统，通过结合光伏逆变器出力分配与非线性 PID 控制的无功补偿和有功调节算法，充分利用了光伏[[逆变器]]的无功电压调节能力,完全取代了传统的 SVC/SVG 无功补偿设备，满足了光伏电站<ref>[https://www.sohu.com/a/260377975_196867 光伏电站的发电原理、组成、主要设备、运行和维护] ，搜狐，2018-10-18 </ref>的无功电压调节需求。自系统投运后一直保持安全稳定运行，电站并网侧功率因数保持 0.99 以上,系统效率得到了业主及[[行业]]的广泛认可。

利用该套监控系统为该电站节约 200 万元的 SVG 设备初始投资成本和每年数十万元的电力损耗及运维成本，[[经济效益]]十分显著。光伏发电无功补偿控制技术的应用可达到控制电压和降低网损的目的，减少其它补偿设备购买支出；通过优化控制算法，充分利用光伏逆变器的一次调频能力,大大降低光伏发电运行对电网的影响，是解决行业[[发展]]"弃光限电"问题的重要举措。其成果将直接满足光伏产业链中光伏场站和逆变器厂商的技术需求,其实施将加强我国光伏设备行业的技术水平和自主创新能力，保障光伏电站的电网友好性能，提高智能化水平，降低光伏电站建设、运行和维护成本,为光伏产业发展提供有力支持。

目前,西北监能市场[2018]41 号《国家能源局西北监管局关于开展西北电网新能源场站快速频率响应功能推广应用工作的批复》指出,原则同意开展西北电网新能源场站快速频率响应[[功能]]推广应用工作。文件要求新能源(风电场、光伏发电站)场站利用相应的有功控制[[系统]]、单机或加装独立控制装置完成有功-频率下垂特性控制，使其在并网点具备参与电网频率快速调整能力。随着新能源场站并网要求及响应速度更高更快，新能源监控系统也将进一步研发、迭代,更好地服务市场需求。

该项目突破国产控制系统国外技术壁垒，开发了自主可控操作系统新能源监控系统,为可再生能源发电软件全奠定基础，对国家能源安全具有深远意义。同时助推光伏逆变器无功补偿技术在光伏[[行业]]广泛应用,其实施将有助缩减光伏行业建设成本及无功补偿设备运维成本，同时稳定系统电压，提高功率因数，最终实现降低线损、节能降耗并提高线路输电稳定性的目的。

项目还研制了国内外首创的双引擎控制器，基于自主可控嵌入式操作系统，为接下来实现监控系统 100%国产化奠定了良好[[基础]]。

==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]