智能电网建设新形势下励磁技术发展探讨.docVIP

网源协调运行控制技术发展探讨 赫卫国 朱晓东 吕宏水 仲旻 （国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司，南京 210003） 【摘 要】网源协调作为重要技术研究领域用于支撑智能电网建设，目前尚缺乏文献对此进行系统的、综合的分析与研究。本文在详细分析国内外网源协调技术研究现状的基础上，探讨了包含常规电源和新能源发电在内的今后网源协调运行控制技术战略发展需求，指出了重点发展技术方向并提出了相关技术研究内容，以期指导我国电力系统有关技术研究，为我国智能电网建设提供技术支撑。 【关键词】 网源协调 智能电网 新能源发电 引言 进入21世纪后，我国电力建设速度加快，电力规模正在不断迅速扩大。随着特高压电网建设和“三华”联网工程的实施，各级电网电气联系日渐紧密，电网运行特性日趋复杂； 另一方面， 600MW及以上容量发电机组已逐渐成为我国主力机组，大容量发电机组对电网安全稳定作用更加突出；并且，随着社会经济不断发展和人民生活水平不断提高，人们对电能质量的要求越来越高。在这些新形势下，对电源与电网之间的协调性提出了更高要求。网源协调运行控制技术对促进电网与电源协调运行、保障电力系统安全稳定优质经济运行具有重要意义。 当前，以石油、煤炭和天然气为代表的常规能源日渐枯竭，人类社会经济发展面临着能源危急的严重挑战，节能减排、绿色能源、可持续发展成为世界各国关注的焦点[1]。发展智能电网，以可再生能源逐步替代化石能源，将污染与温室气体排放降低到可以接受的程度；实现精确供能、对应供能、互助供能和互补供能，已成为世界电力发展的新趋势[2-5]。 现今由于风电等间歇性可再生新能源发电的超常规发展，大规模新能源发电并网对电力系统安全稳定运行的影响已经显现，给电网运行调度带来了一系列新的挑战。网源协调运行控制技术为保障大规模新能源发电接入电网发挥着重要作用。 网源协调作为重要技术研究领域用于支撑智能电网建设，目前尚缺乏文献对此进行系统的、综合的分析与研究。本文在详细分析国内外网源协调技术研究现状的基础上，提出网源协调运行控制技术的战略需求，探讨今后网源协调运行控制技术重点研究方向，以期起到抛砖引玉的作用，促进网源协调运行控制技术的发展。 国内外研究现状 我国在网源协调运行控制技术研究方面取得了显著的成果。在常规电源方面，实现了巨型发电机组励磁、调速等控制系统的国产化，进一步推进了我国电力设备整体配套制造水平；深入研究和开展了电力系统稳定器（PSS）的配置和参数整定工作，及时有效地抑制了电网的低频振荡，提高了电网的动态稳定性能；实现了机组自动发电控制（AGC）和一次调频的全过程监控，并试点推进自动电压控制（AVC）功能，进一步提升了我国电力系统安全稳定运行水平。在新能源发电方面，开展了风电机组/风电场、光伏发电等建模工作，开发了风电机组/风电场控制系统、风功率预测系统等，并开展了《风电场接入电力系统技术规定》、《光伏电站接入电网技术规定》等标准规范的编制，这些规定的颁布和试行将会对新能源发电的技术发展方向起到引导作用。 网源协调运行控制面临的问题、机遇和挑战。 我国发电机组励磁、调速等系统模型参数不全面，技术规范水平有待提高，特别是大型/巨型发电机组励磁、调速系统设备被国外厂商垄断，对我国智能电网建设、保障电网安全稳定优质经济运行带来了挑战。 国外电力系统低频振荡抑制技术研究起步比较早，20世纪70年代后，电力系统稳定器（PSS）就成为国外电力系统提高系统阻尼、解决低频振荡问题的主要措施。我国进入21世纪后，电力建设速度加快，全国联网工程开始实施。主力机组开始配置PSS，以提高大区互联电网中的系统阻尼。目前，我国正在继续推进发电机组PSS参数实测和配置工作。 近年来，随着我国电力的不断发展，交流串补、高压直流输电工程不断增多，次同步谐振/振荡(SSR/SSO)问题越来越突出，给我国电力系统安全稳定运行带来了新的挑战。目前国内仅有少数院校和单位开展SSR/SSO问题研究以及相关产品开发，技术水平很不成熟。国外在次同步谐振/振荡控制技术方面，研究起步早。世界首次典型的次同步谐振（SSR）事例发生在美国南加利福尼亚的Mohave发电厂，分别在1970年12月和1971年10月两次导致892.4MVA的汽轮发电机组的大轴损坏，由此引起电力工程界和学术界对SSR的高度关注和研究热潮。 世界发达国家快速调节电源比例很高（德国为26.1％，西班牙为48％等），抽水蓄能机组等快速调节电源运行控制调节技术发展比较成熟，电网调峰能力强。相比而言，我国电网调峰能力不够，快速调节电源不足，仅占18.6％，明显低于世界各发达国家水平，大型抽水蓄能机组运行控制系统被国外厂商垄断。 我国在新能源发电领域整体起步晚，新能源发电网源协调技术研究比较薄弱，与国外存在较大差距。我国商业