21、电网友好型风电高效安全主动支撑关键技术及规模化应用
发布时间：2020-09-10
信息来源：北京市科学技术委员会网站
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发布时间：2020-09-10
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该成果属于电力系统及其自动化领域。大力发展风电是构建我国清洁低碳、安全高效能源体系的重要战略举措，然而风电低抗扰、弱惯量、弱阻尼及弱频率/电压支撑性的特点，使高比例风电系统的安全稳定运行面临严峻挑战，导致弃风限电日益严重，成为了制约风电消纳的主要瓶颈和国际性难题。成果在大规模风电电网友好型主动支撑技术方面取得了创新性研究与应用成果，突破了高比例风电安全稳定运行的关键技术瓶颈。主要创新如下：
1.首创了基于超短时风速预测的风电机组虚拟惯量自适应控制方法和故障暂态支撑技术，惯量响应时间W200ms,解决了特高压直流换流站近区故障暂态风电脱网难题。
2.提出了基于多源协同的风电一次调频及无功调压协调优化方法，一次调频完全响应时间W5S（火电机组W30s）,解决了高比例风电系统频率/电压稳定难题。
3.提出了基于电网阻抗主动辨识的风电谐波谐振主动抑制技术，解决了大规模风电接入弱电网的振荡失稳难题。
4.发明了基于状态观测器的传动链及塔架动态主动阻尼控制技术，轴系冲击载荷降低15%,解决了电网故障就动情况下传动链扭振、塔架振动主动抑制及载荷优化难题。
5.提出了基于模型验证的风电数模混合仿真方法，研制了35W/10MVA电网连锁故障和宽频扰动发生装置，加速了研发-试验-优化迭代进程。
该成果获授权发明专利26项，发表论文60余篇，形成风电并网系列标准15项，其中国标7项。成果成功应用于“三北"地区300余座风电场电网友好型主动支撑技术改造，容量超过2600万千瓦，使风电主动支撑电网稳定能力大幅提升，弃风限电率连续3年下降，降幅超过10%,减少弃风电量超过200亿千瓦时，从根本上扭转了我国日益严重的奔风限电问题，并推广应用到我国80%以上的风电整机制造商，核心技术出口到美国、澳洲等发达国家。成果保障了华北、东北地区风电安全稳定运行，为北京市高端产业升级、能源供给安全和打赢蓝天保卫战作出了贡献，提升了我国风电高端装备制造业及服务业的国际竞争力与影响力。
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