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中國電科院完成國內(nèi)首次風(fēng)電機組一次調(diào)頻能力試驗

日前，我國首次風(fēng)電機組一次調(diào)頻試驗在國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)(實驗)中心張北風(fēng)電試驗基地順利完成，標志著中國電力科學(xué)研究院具備了風(fēng)電機組一次調(diào)頻試驗檢測能力，全面掌握了風(fēng)電一次調(diào)頻技術(shù)。

近年來，我國風(fēng)電發(fā)展迅猛。隨著高比例隨機性、波動性的風(fēng)電集中接入電網(wǎng)，電網(wǎng)的調(diào)頻壓力及安全運行風(fēng)險不斷增大，風(fēng)電主動參與電網(wǎng)頻率調(diào)整已經(jīng)成為保障風(fēng)電并網(wǎng)安全、提高風(fēng)電消納空間的必然選擇。事實上，國外風(fēng)電發(fā)達國家制定的并網(wǎng)導(dǎo)則中已經(jīng)對風(fēng)電的調(diào)頻能力作出明確要求，要求并網(wǎng)運行的風(fēng)電機組應(yīng)具備一定的調(diào)頻能力并主動參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻。據(jù)介紹，西班牙要求風(fēng)電場提供裝機容量1.5%的備用容量用于調(diào)頻，德國要求裝機容量100MW以上的風(fēng)電場應(yīng)具備2%的一次調(diào)頻能力。

為滿足風(fēng)電機組調(diào)頻能力的測試需求、促進國內(nèi)風(fēng)電技術(shù)進步，中國電科院積極開展風(fēng)電機組一次調(diào)頻控制策略及試驗檢測技術(shù)研究。風(fēng)電機組調(diào)頻主要包括預(yù)留旋轉(zhuǎn)備用和風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)動能利用兩種方式，具體包括慣量響應(yīng)控制(風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)動能利用)、轉(zhuǎn)速控制(預(yù)留旋轉(zhuǎn)備用)、槳距角控制(預(yù)留旋轉(zhuǎn)備用)，三種控制方法可進行組合協(xié)調(diào)控制。通過改造升級機組的主控系統(tǒng)及變流器的控制策略即可使風(fēng)電機組具備一次調(diào)頻功能。現(xiàn)場測試結(jié)果表明，機組的一次調(diào)頻能力主要取決于風(fēng)況和具體的控制策略及參數(shù)設(shè)置。

通過對原有的電網(wǎng)適應(yīng)性測試設(shè)備開展技術(shù)改造，中國電科院建立了風(fēng)電一次調(diào)頻試驗檢測環(huán)境。風(fēng)電機組一次調(diào)頻測試按照最新的IEC 61400-21(CDV版)標準，在不同的機組運行工況下，分別進行了風(fēng)電機組慣量調(diào)頻、槳距角控制調(diào)頻和“慣量+槳距角”控制組合調(diào)頻試驗，全面試驗、檢測與評估風(fēng)電機組的一次調(diào)頻能力。試驗結(jié)果表明，風(fēng)電機組在不配備儲能的情況下，也可具備一定的一次調(diào)頻能力。

通過風(fēng)電調(diào)頻技術(shù)及現(xiàn)場試驗研究，中國電科院全面掌握了風(fēng)電機組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻的響應(yīng)特性，為風(fēng)電參與電網(wǎng)一次調(diào)頻的實施提供了堅強的數(shù)據(jù)支撐與技術(shù)保障，有利于風(fēng)電參與一次調(diào)頻等輔助服務(wù)的開展和電網(wǎng)運行安全水平及風(fēng)電消納空間的進一步提升，也有利于我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。

(中國電力科學(xué)研究院供稿)