中國風電材料設備網：11月9日，國電南瑞電網安全穩定控制分公司的“風電規模化接入后電網安全穩定緊急控制技術與應用”項目，通過中國電機工程學會的鑒定。該項目進行了大規模風電并網的緊急控制技術研究，完成了控制系統的研制，為大規模風電并網安全穩定控制提供了理論支撐和技術手段。
　　鑒定專家組一致認為，該項目研究成果滿足了風電規模化接入電網安全運行的實際需求，對保障風電規模化地區電網安全穩定運行、提高風電送出和消納水平有重要作用，具有良好的經濟、社會效益和推廣應用前景，總體技術達到國際先進水平，部分成果達到國際領先水平。
　　安全穩定控制亟需優化
　　“規模化開發、集中并網”已經成為我國風電開發利用的主要模式之一。根據規劃，我國將在甘肅、新疆、內蒙古等地建成9個千萬千瓦級風電基地。然而，風電出力具有隨機性，可控性不足，大規模風電并網將嚴重威脅電網安全穩定運行。
　　國電南瑞安全穩定控制分公司開發部負責人介紹說，大規模風電并網的安全穩定控制主要分為預防控制和緊急控制。在預防控制方面，南瑞研發了大型集群風電有功智能控制系統，于2010年在甘肅投運，實現了從人工控制到智能控制的轉變。而在緊急控制方面，目前仍采取傳統模式。
　　“在傳統模式下，電網安全穩定控制裝置跳閘判斷依據的開發和驗證，都基于常規電源接入的電網，控制手段、方法精細化程度不足，控制策略的經濟性、協調性不夠。”該公司負責人表示。
　　大規模風電并網運行后，由于風電機組出力特性、運行特性與常規電源不同，可能導致系統穩定特性發生變化，易造成欠控或過控，傳統電網緊急控制策略難以適用。
　　“控制量不夠解決不了問題，過度控制不但經濟性差，還容易引發控制的負效應。這些都給電網安全造成了隱患。”該公司新技術預研部負責人表示，風機的有功出力特性、低電壓穿越能力等涉網運行特性與水火電源不同，系統發生故障后，若系統頻率、電壓達到風機涉網保護動作定值，風機就會主動脫網。若不考慮這些因素，風機主動脫網量與穩控裝置控制量疊加可能會導致過切，引發新的安全穩定問題。
　　目前，國內用于提高風電送出能力的電網安全穩定控制系統還處于初級階段，其實現方法都是在電網故障時通過采取緊急控制措施保障電網運行。
　　深度結合風電特性進行研發
　　要控制風電，必先研究風電本身。“風電規模化接入后電網安全穩定緊急控制技術與應用”項目深入開展了風電場等值建模、風電接入對電網安全穩定性及穩定控制的影響研究。針對風電出力波動、風電涉網保護動作等導致的傳統控制策略不適應問題，該項目提出緊急控制量動態修正、過載控制等方法。
　　“在進行切機時，系統充分利用新能源的分散組合特點，遵循切機量最小原則，優先選擇風電出力不斷增加的風機，降低再次發生過載的概率。”該公司開發部主要負責人介紹，目前該種過載控制方法已成功獲批國家專利。
　　我國風電主要集中在“三北”地區，本地消納能力不足，以外送電力為主，當外送通道中斷后，容易出現電網頻率波動問題。目前，并網運行的風機受設備自身控制性能的限制，一般無法自動參與系統頻率調節。此外，為了保護風機裝置，風機都裝設了電壓、頻率等涉網保護，當系統電壓或頻率偏離風機可運行的范圍時，風電場的涉網保護動作，使得部分或者全部風機退出運行。若多個風電場的保護定值整定不協調，大量風機同時退出運行，就可能導致系統頻率特性惡化。
　　項目組基于實際電網數據，分析了影響頻率特性的關鍵因素，制定了含風電系統孤網后高頻控制策略。系統運行既能保障電網安全穩定運行，又保證了風電送出的最大最優化。“經濟效益是風場的，安全效益是電網的。”該公司開發部負責人說。
　　讓清潔能源更安全
　　目前，大規模風電集中并網安全穩定緊急控制系統已在甘肅、寧夏、遼寧等風電集中地區投入應用，結果表明：運行穩定、可靠，在保障電網安全穩定、提高風電送出和消納水平方面發揮了重要作用。多地應用結果顯示，該系統可使風電場發電量提高5%以上。
　　我國是世界上風電發展速度最快的國家。但由于電網規劃與建設滯后于風電發展速度，風電送出受限。大規模風電集中并網安全穩定緊急控制系統可在我國多個規劃的風電基地推廣，緩解風電送出瓶頸。
　　南瑞集團正在加大投入進行清潔能源接入研究。現階段，國電南瑞安全穩定控制分公司作為主要研究單位參與國家863項目“風電場、光伏電站集群控制系統研究與開發”的研究工作，該項目依托千萬千瓦級風電基地、百萬千瓦級光電基地，攻克風電場、光伏電站集群控制系統在監測控制、策略制定、設計集成和運行管理中的關鍵技術，建設集群控制系統示范工程。
　　按照計劃，國家863項目將于今年年底完成，屆時將實現對大規模新能源集群化控制，從根本上改善風電、光伏發電消納現狀。