分散式風力與光伏發電併網關鍵技術應用案例

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分散式風力與光伏發電併網關鍵技術應用案例本項目主要解決分散式風力與光伏發電接入電網所面臨的關鍵技術問題，根據分散式清潔能源「就地消納、多點接入、集中監控」的特點，以分散式風電多點協同優化運行和高密度分布式光伏集群監控運行為切入點，研究了分散式風電場優化選址定容及優化運行控制方法和高密度多點分布式光伏集群監控方法及間歇式新能源配電網併網技術。

目錄

一、背景

由於大規模集中開發、遠距離輸送的風電和光伏發電給電網帶來了消納難、送出難等問題，為了緩解目前大規模風電、光伏發展的瓶頸，需因地制宜、積極穩妥地探索分散式風力與光伏發電開發模式。本項目針對分散式風電和光伏「就地消納、多點接入、集中監控」的特點，在風電場優化選址及軟件開發、分散式風電功率預測及監控技術、多點分布式光伏電站集群監控技術等方面開展研究，解決分散式風電與光伏發展所面臨的關鍵技術問題，解決了分散式風電場選址定容問題，實現了多點分布的分散式風力與光伏發電集中監控和無功優化，為分散式電源與電網的協調發展提供了科學依據和技術支撐。

二、應用案例

1.項目概述

針對分散式風電場結構比較複雜、影響因素較多的特點，提出基於模糊層次法的分散式風電場宏觀優化選址，該方法能對多個備選風電場場址進行優劣排序；綜合考慮分散式風電接入對電網的網損、負荷特性等因素，建立包括網損、電壓分布的多目標優化模型，提出一種貓鼠種群優化算法，對分散式風電接入的配電網網絡損耗、電壓偏差等綜合指標優化，得到使綜合指標最小的配置方案。

針對分散式風電場測風塔代表性不足的問題，提出基於尾流修正虛擬測風塔數據的風電機組功率特性評估方法，該方法首先對分散式風電場進行空氣動力學建模，結合風力發電機組機艙尾部測風設備所得數據建立的有效數據庫，利用CFD技術三維尾流模型修正風電機組尾部風速，得到位於風機葉片前端未經尾流影響的虛擬測風塔的風速值，日功率輸出預測結果的均方根百分比誤差達到12.32%；提出一種基於不同時間尺度下多目標協調的分散式風電場無功優化控制方法，能降低網損、提高機組瞬間無功支撐能力，顯著提高了併網點電壓合格率。

針對傳統光伏監測技術在數據採集及處理上的局限性，提出一種能夠滿足系統綜合監測需求的三層架構的城市級高密度多點分布式光伏集群監控方法；提出一種基於帶通濾波器的抗諧波干擾型EPLL方法，來解決傳統鎖相環在輸入含諧波或直流分量時無法準確地跟蹤相位和頻率信息的問題；結合改進下垂控制策略和三級控制架構思想，提出一種基於單相電壓獨立控制方法的三相四線制電壓源逆變器綜合控制策略，解決配電系統固有三相不平衡問題。

推廣應用情況

2014年4月，項目組完成了「分散式風電場風功率預測系統」和「分散式風電場功率協調優化控制系統」研發，經錦州地調評審後，安裝在錦州大興隆山風電場運行，至今未發生任何故障異常。

2014年4月，項目組陸續將「分散式風電場風功率預測系統」和「分散式風電場功率協調優化控制系統」，安裝在錦州白石風電場、錦州楊家店風電場和芳山風電場運行，同時將一套「分散式風電場風功率預測系統」安裝到大連土城子風電場運行，至今未發生任何故障異常。

2014年12月，在錦州太和區西郊變電所樓頂設計並搭建一套高密度多點分布式光伏電站集群採集監控示範系統，容量為20kW。利用採集裝置及逆變器內部信息對光伏系統各種電氣信息、運行信息和電能質量進行監測，再將信息數據上傳至服務器。截止目前，經過兩年多的試運行後，本示範系統的累計發電量達到55617.7kWh，總發電時間為8308h，至今未發生任何故障異常。

2.主要效益

該項目研究成果已應用於遼寧錦州電網調控中心、五家分散式風電場和錦州太和區西郊變電所光伏發電系統，實現了對五座分散式風電場的集中監控及電網無功優化，降低了錦州地區損耗1%以上，應用經濟效益主要為節約電量總和與電價乘積。

三年期間，有效降低了錦州電網網損電量約4147.6萬千瓦時，按照《國家發展和改革委員會關於調整東北電網電價的通知》規定，按用電的價格0.878元/kWh計算，錦州電網三年累計新增利潤3641.57萬元。