国家能源集团-龙源电力集团_基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地源侧新型电力系统示范

国家能源集团CHNENERGY基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地源侧新型电力系统示范汇报人：米晨旭龙源电力集团股份有限公司龙源电力集团共享储能技术（北京）有限公司国家能源集团CHNENERGY目录一、项目背景及研究必要性二、研究内容及目标三、指南响应情况四、创新点五、实施方案六、效益预测七、研究进展国家能源集团、项目背景及研究必要性依托工程CHNENERGY双碳”目标的提出促进了能源清洁化和高效化发展，以沙戈荒基地为代表的大型新能源基地建设是推动清洁能源成为电力电量主体，实现新型电力系统战略目标的重要举措CRO2020年12月12白，习近平总书记在气能雄心账会上表示沙漠，戈驻，荒地区固面积广铺，风能、太阳能酱谭需家的优2030年碳达降，2060年碳中和，2021年3月15日，习近平总势，已计划开展多项大型新能源基地建设，国家能源周更程把以沙读书记在“中央财经委贯会第九次会议”指出，要构建清清低谈戈整。荒漠地区为重点的大型风电，光伏基地建设作为“十四五”新安全效的能源体系和以新能原为主体，一清满低就，安全充格能源发展的中之重经济高效，供需协同、灵活智能的新型电力系统国家能源集团项目背景及研究必要性一问题1CHNENERGY“沙戈荒”新能源基地，常规电源少，送端配套新能源场站短路比不足，存在严重的暂态过电压及宽频振荡问题直流闭锁之后，引发全网的频率及电压稳定问题，导致送端联动切机，威胁设备安全，且不利于后续快速并网限制了新能源基地外送能力。调节能力下降送端换流站和新能源场站安全稳定问题突出，限制新能源基地直流外送能力稳定形态复杂送端配套新能源多场站短路比不足，新失稳风险加剧能源质利并网面临阻碍。特高压直流线路容量年输电程可再生电量占比直流送出受限因素天中直流（哈密郑州）80044039.7%吉全直流（淮乐-皖南）120063227.6%送端态祁韶直流（酒泉·湖南）80028441.1%过电压/灵绍直流（宁东-浙江）80055119.9%宽频振荡宁湘直流*（中卫-衡阳）800宁湘直流送端电网系统围国家能源集团项目背景及研究必要性问题2CHNENERGY高比例新能源、高电力电子化的双高特征，一使得宽频带振荡问题凸显特别在真流大功率运行工况下，功率的快速、大幅变化造成过压越频问题严重，无法支撑基地电网在直流故障后的自主稳定运行：另一方面，现有控制系统各自为政，在频率和电压控制环节上耦合较严重，难以实现暂态电压和系统频率支撑和快速精准控制双高用征露引发室是统换提失13007OVOSREERPYERAGC/AVE控制系统空有（光功分析2022年5月26日15：43分，成武真建固信：失功年232万千长，主高成厚升至50.11H，均统质新能源24万于配：期不亮全统计2022年发生的宣无单吸闭就12次，晚拍失腔10次，直点功车速降或异常说动2次，请量择N-M阅锁，第店用膜惠单元全货，蓝流双极用质咨1次，国家能源集团项自背景及研究必要性问题3CHNENERGY甘塘-沙坡头区块存在新能源多场站短路比不足、暂态过电压越限等问题。现有方案考思在基地装设24台调相机，然而，上述方案未考虑非同步电源的短路比，且调相机年运行和投资成本较高，存在经济性差的问题。甘塘-沙坡头区块新能源接入方案中卫沙漠光伏6000MW中宁风电228MW调相机配置要求装设24台50Mvar调相机调相机单台有功功率50MW自损耗电合12%，运行时长24h，下网电价0.486元/kwh，单台调相机折算平均运行成本10000元/天/台（电费+运维费用）驱需开展构网型储能与调24台设备造价合计108000万元相机优化配置研究，部分24台设备运行费用合计8760万元/年替代24台调相机。国家能源集团项目背景及研究必要性构网技术CHNENERGY为了提升“沙戈荒“新能源多场站短路比及“宁湘直流新能源外送能力，驱需探索支撑效果等同/超越调相源并列运行的稳定性问题、光伏夜间无法构网，均存在一定的局限性三三电平际海电力电子控机(PWM)建文电话全球能电力自转(MMC)植换化多电子创舒实送票购023水火电视摄以构网储能为按心的源网荷储一体化解决方案在额济光优洗量的电容请脂，只能功率不能增功率纳成功投运，世界上首次验证了广域大网架纯新能源集启动、全城离网中长期运行和人工短路故障穿越，储请能容量大，可障闸自然释放，为新能源大规模消纳莫定了核心技术基础。国家能源集团研究内容及目标CHNENERGY基于构网型储能的暂/基于构网型储能的新能基于构网型储能的新能稳态电网主动支撑系统源基地稳定控制与协调源基地暂态频率电压支设计与控制技术运行技术系统设计运行特性撑能力评估及提升技术仿真模型研究电压稳定风险评估暂态支撑能力评估多光协调控制自适应无功协同控制储能控制参数优化涉网控制协同控制源侧电网主动支撑控制优化配置最优协调紧急控制技术验证设备支择电磁暂态仿真平台技术支撑搭建构网型设备并网性能测试平台和多能互补电磁暂态仿真平台防真较核新能源基地工程示范建立“沙戈荒”新能源基地多能互补快速支撑电网暂态频率电压工程示范国家能源集团研究内容及目标CHNENERGY预期目标：01开发基于构网型储能的快速支撑电网暂态电压频率关键技术先进性建成全国首个源侧新型电力系02建立满足大电网安全稳定控制需求的构网型储能机电暂态仿真模型统综合能源基地可靠性示范工程，提升03搭建并网性能测试平台和多能互补电磁暂态仿真平台友好性“宁湘直流”新04建立“沙戈荒”新能源基地协调优化控制系统能源外送能力及05研究基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地设备及参数优化安全性大基地自运行能06 完成构网型储能工程示范稳定性总体目标目标分解技术效果国家能源集团研究内容及目标CHNENERGY考核指标：技术指标成功建设10万于瓦构网型储能电站示范工程。仿真测试平台达到微秒级基于构网型储能的新能源场站并网点短路比提升至2.0，机端暂态故障的仿真测试与故短路比至1.5障采集，实现3000节点系构网储能暂态过流能力达到额定电流3倍，系统稳态与暂态均统的数字物理混合系统实现电压源特性仿真与实测系统频率响应较传统跟网型控制频率变化率降低20%以上惯量时间带数可实现百毫秒到秒级的全覆盖。运行优化方案可自主计算故障情况下新能源发电单元机端工频过电压水平不超过1.3百兆瓦级储能电站发电曲标幺值。线、备用容量知识产权指标完成5项发明专利受理，录用或发表5篇论文国家能源集团三指南响应情况CHNENERGY（一）研究内容指南内容项目研究内容响应情况提出面向风光电站支撑电网智态电课题3研究基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地快压频率的构网型储能系统配置与支速支撑电网暂态频率电压能力评估方法、储能系统及参数响应撑能力评估方法：优化配置方索研究面向风光电站主动支撑的构网课题1：研究暂/稳态均具备短路容量、惯量、频率、电压型储能系统设计与主动控制技术：支撑能力的构网型储能系统设计与空制技术响应规模化主动支择型风光储电站电磁课乾2号研究基于构网型储能的“沙戈荒”新能源基地程暂态仿真平台技术与稳定性分析：定控制技术及协调运行技术响应电站与构网设备惯量阻尼测式技术课题4： 搭建构网设备惯量、阻尼等并网性能测试平台和开发与平台搭建多能互补电磁暂态仿真平台响应风光