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以換流站為中心的大規(guī)模新能源集群“虛擬發(fā)電廠”技術(shù)探索與思考

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2022-08-25  瀏覽次數(shù)：3214
新型電力系統(tǒng)能源格局的變化將深刻改變電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)形態(tài)、負(fù)荷特性、運(yùn)行特性等電力系統(tǒng)的形態(tài)特征。隨著火電等調(diào)峰調(diào)頻調(diào)度性良好的傳統(tǒng)電源逐步退出，電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)的配合模式將從電源跟蹤負(fù)荷變化轉(zhuǎn)變至電源與負(fù)荷雙向協(xié)同模式，從一維模式轉(zhuǎn)變至二維模式，電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)則將發(fā)生顛覆性的改變，電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜度急劇增加，為應(yīng)對(duì)新型電力系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，直流作為跨區(qū)域大規(guī)模能源輸送的關(guān)鍵手段，以換流站為中心的“虛擬發(fā)電廠”技術(shù)，能夠順應(yīng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化，在系統(tǒng)層面、設(shè)備層面滿足電網(wǎng)可靠調(diào)度、穩(wěn)定運(yùn)行的需求，是未來新型電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù)。以換流站為中心的“虛擬發(fā)電廠”技術(shù)主要涵蓋以下技術(shù)要點(diǎn)：

1、以換流站為基礎(chǔ)的源網(wǎng)一體協(xié)同控制技術(shù)

以光伏為代表的新能源系統(tǒng)產(chǎn)生電力的一次能源來自于太陽光的輻射，受到季節(jié)、氣候和時(shí)空等因素的影響，具有很強(qiáng)的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，發(fā)電功率峰谷波動(dòng)較大。在現(xiàn)行的調(diào)度模式下，直流外送通道、新能源廠站按照電壓等級(jí)、地理區(qū)域分屬不同的調(diào)度管理，各方各層級(jí)的信息傳遞以“自上而下”和“自下而上”為主，缺少“橫向協(xié)同”和“整體統(tǒng)籌”，難以適應(yīng)大規(guī)模新能源功率精準(zhǔn)調(diào)控的要求。有必要以不發(fā)生棄光棄水為目標(biāo)，應(yīng)用源網(wǎng)一體協(xié)同控制技術(shù)，從最大限度保證直流送電能力、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體運(yùn)行最優(yōu)的角度實(shí)現(xiàn)直流與新能源、新能源廠站之間更加緊密的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)新能源最大限度消納。

2、以換流站為中心的智能感知調(diào)控技術(shù)。

打破傳統(tǒng)的分層分級(jí)調(diào)控模式，以換流站作為信息中心和控制中心，應(yīng)用“虛擬發(fā)電廠”技術(shù)，更加全面、高效、直觀的獲取、分析和運(yùn)用系統(tǒng)關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)，將各新能源廠站、樞紐站點(diǎn)以獨(dú)立發(fā)電單元的形式接入集中控制系統(tǒng)，建立區(qū)域內(nèi)所有廠站的雙向信息連接，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)-秒級(jí)-分鐘級(jí)-小時(shí)級(jí)-天級(jí)-周級(jí)等大時(shí)間尺度精準(zhǔn)調(diào)控與運(yùn)行優(yōu)化能力，形成一個(gè)有機(jī)整體參與電網(wǎng)運(yùn)行。從功能定位上，滿足發(fā)電管理、數(shù)據(jù)管理、調(diào)度管理、通信管理、設(shè)備管理等業(yè)務(wù)需求，不斷推動(dòng)解決大規(guī)模新能源直流送出問題。

3、以換流站為樞紐的數(shù)字信息智能技術(shù)

基于大數(shù)據(jù)融合，從多種維度對(duì)直流設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行精確感知，實(shí)現(xiàn)直流系統(tǒng)的全面可觀；通過數(shù)據(jù)之間的補(bǔ)充和增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)被感知目標(biāo)的精確可測(cè)；對(duì)直流系統(tǒng)的全面可觀和精確可測(cè)，使得直流系統(tǒng)高度可控。以數(shù)據(jù)作為核心生產(chǎn)要素，打通數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)各環(huán)節(jié)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)提供數(shù)據(jù)分析和挖掘能力，利用人工智能技術(shù)增強(qiáng)直流系統(tǒng)智能分析和決策水平，發(fā)現(xiàn)直流潛在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，使直流系統(tǒng)具備超強(qiáng)感知能力、智慧決策能力和快速執(zhí)行能力。

4、以換流站為核心的協(xié)同仿真技術(shù)

采用多種不同的仿真環(huán)境結(jié)合起來創(chuàng)建一個(gè)融合電氣量、狀態(tài)量、環(huán)境量、行為量的協(xié)同仿真系統(tǒng)，在多個(gè)仿真器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，應(yīng)用協(xié)同仿真技術(shù)，使用已經(jīng)成熟的仿真工具對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，實(shí)現(xiàn)多個(gè)物理場(chǎng)景、多個(gè)學(xué)科的高精度協(xié)同仿真，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源與換流站構(gòu)建的虛擬電廠功率響應(yīng)、頻率電壓控制等功能的系統(tǒng)全面精確驗(yàn)證。

（作者：南方電網(wǎng)超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心 彭光強(qiáng) 楊光源 肖耀輝） 

特別提示：本信息由相關(guān)企業(yè)自行提供，真實(shí)性未證實(shí)，僅供參考。請(qǐng)謹(jǐn)慎采用，風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)。


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