隨著新型電力系統(tǒng)的構建,高比例新能源并網(wǎng)發(fā)電給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來了新的挑戰(zhàn)。本書介紹了國內外新能源發(fā)展情況,分析了大規(guī)模新能源并網(wǎng)后對電網(wǎng)帶來的影響,提出了并網(wǎng)測試是保障新能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要手段;本書針對新能源接入電網(wǎng)的電能質量、功率控制能力、故障穿越性能、電網(wǎng)適應性及一次調頻等關鍵性能指標,從并網(wǎng)影響分析、測試標準要求、技術方法原理、測試評估流程及測試案例分析等方面做了詳盡闡述。同時,本書總結了作者在數(shù);旌项I域開展新能源并網(wǎng)仿真測試中的應用經(jīng)驗,結合創(chuàng)新研究案例進行了研究分析。全書深入淺出地介紹了新能源并網(wǎng)測試技術,內容具有較強的實用性和前瞻性,對新能源并網(wǎng)特性研究、測試評估、仿真計算、事故分析提供了有價值的參考。
本書根據(jù)作者團隊十余年新能源發(fā)電并網(wǎng)性能測試實際工作經(jīng)驗,在新能源并網(wǎng)技術標準要求基礎上,通過大量現(xiàn)場測試和仿真測試實例的總結分析,全面、系統(tǒng)地介紹了新能源并網(wǎng)性能技術領域的新技術和新方法,為新能源并網(wǎng)的性能檢驗提供了技術指導和工作思路。
大力發(fā)展以風力發(fā)電和光伏發(fā)電為代表的新能源是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標和能源綠色低碳發(fā)展的重要途徑。隨著新型電力系統(tǒng)的加快建設,新能源裝機容量和發(fā)電占比不斷提高,電力系統(tǒng)迎來了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。新能源大規(guī)模高比例的集中接入和送出,使電力系統(tǒng)呈現(xiàn)雙高特性,即新能源占比高和電力電子設備占比高的特性,電力系統(tǒng)慣量大幅降低,現(xiàn)有的電網(wǎng)控制模式可能失效,給以同步機為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來新的挑戰(zhàn)。新能源的強波動性、隨機性和間歇性,以及其發(fā)電設備的弱支撐性,增加了電力系統(tǒng)頻率、電壓穩(wěn)定控制的難度,同時也讓電網(wǎng)的故障形態(tài)更加復雜。在此背景下,電力系統(tǒng)對新能源并網(wǎng)發(fā)電技術不斷提出新的要求,以提升新能源電源對電力系統(tǒng)的主動支撐能力,適應新型電力系統(tǒng)的發(fā)展需求。新能源并網(wǎng)性能測試評估技術在新能源關鍵并網(wǎng)設備開發(fā)、新能源接入電力系統(tǒng)并網(wǎng)性能驗證等過程中發(fā)揮了重要作用。隨著新能源發(fā)電并網(wǎng)技術的不斷發(fā)展,并網(wǎng)性能測試工作將不斷針對新的性能需求和應用場景,優(yōu)化原有測試方法,加強新方法研究。本書對現(xiàn)有新能源發(fā)電并網(wǎng)技術要求和測試方法進行了總結,并依托工程實例進行了深入分析,為新能源并網(wǎng)的性能檢驗提供了技術指導和工作思路方法。本書根據(jù)作者團隊十余年新能源發(fā)電并網(wǎng)性能測試實際工作經(jīng)驗,在新能源并網(wǎng)技術標準要求基礎上,通過大量現(xiàn)場測試和仿真測試實例的總結分析,全面、系統(tǒng)地介紹了新能源并網(wǎng)性能技術領域的新技術和新方法,各章節(jié)內容如下:第一章簡要介紹了世界以及中國在風力發(fā)電和光伏發(fā)電的發(fā)展概況,分析了大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)和問題,概述了新能源并網(wǎng)性能及測試技術。第二章詳細介紹了典型風電場和光伏電站發(fā)電設備、無功補償裝置、場站級功率控制系統(tǒng)等影響并網(wǎng)性能的主要設備。第三~七章按照電能質量、功率控制能力、故障穿越、電網(wǎng)適應性和一次調頻并網(wǎng)性能劃分進行編寫,深入分析了并網(wǎng)性能指標對電力系統(tǒng)運行的影響,提出了最新的并網(wǎng)性能技術要求,結合實際測試工作經(jīng)驗總結了詳細測試方法和步驟,并依托工程實例進行了測試數(shù)據(jù)分析和指標評估。第八章從新能源單機控制器、新能源場站級控制系統(tǒng)、新能源并網(wǎng)保護設備不同用途場景,詳細闡述了仿真測試平臺構建的原理及仿真測試方法,并對實際工程應用案例進行了深入分析。在本書編寫過程中,參考了大量新能源發(fā)展數(shù)據(jù)、新能源發(fā)電并網(wǎng)技術標準、新能源并網(wǎng)技術研究等相關文獻資料,整合了編著者從事150余項新能源并網(wǎng)測試項目的工作成果和經(jīng)驗,同時融入了近年來編著者在數(shù);旌戏抡嫫脚_開發(fā)和應用中形成的科研成果。本書由內蒙古電力科學研究院叢雨,內蒙古電力(集團)有限責任公司劉永江,內蒙古電力科學研究院曹斌、郭凱、原帥、王立強編著。劉永江為統(tǒng)籌全書各章節(jié)內容做了大量工作;叢雨編寫了第三、四、七、八章;曹斌編寫了第一章;郭凱編寫了第二章;原帥編寫了第五章;王立強編寫了第六章。叢雨、郭凱對本書校稿做了大量工作。感謝王琪、辛東昊、李勇、趙永飛、孟慶天、楊曉輝、劉宇、蘇珂、田文濤、顧宇宏、王樂媛、張秀琦、苗麗芳、何芳、劉鴻清、邢偉等同志,做了許多現(xiàn)場并網(wǎng)測試、硬件在環(huán)仿真測試、數(shù)據(jù)分析、資料整理等工作。由于水平有限、時間倉促,疏漏和不足之處在所難免,懇請廣大讀者多提寶貴意見。編著者2023年5月
第一章 新能源發(fā)展概況 1
第一節(jié) 世界及中國新能源發(fā)展概況 1
第二節(jié) 大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)和問題 8
第三節(jié) 新能源并網(wǎng)測試技術總述 16
第二章 新能源場站并網(wǎng)設備介紹 20
第一節(jié) 典型風電場介紹 20
第二節(jié) 典型光伏電站介紹 26
第三節(jié) 典型無功補償裝置介紹 29
第四節(jié) 典型新能源場站功率控制系統(tǒng)介紹 31
第三章 電能質量測試技術及應用 34
第一節(jié) 新能源對電網(wǎng)電能質量影響 34
第二節(jié) 電能質量指標及標準要求 37
第三節(jié) 電能質量測試內容及方法 42
第四節(jié) 工程案例應用分析 48
第四章 功率控制能力測試技術及應用 74
第一節(jié) 新能源功率控制能力對電網(wǎng)運行影響 74
第二節(jié) 功率控制能力指標及標準要求 78
第三節(jié) 功率控制能力測試內容及方法 80
第四節(jié) 工程案例應用分析 85
第五章 故障穿越測試技術及應用 99
第一節(jié) 新能源場站故障電壓穿越能力對電網(wǎng)的影響 99
第二節(jié) 故障穿越能力測試指標及標準要求 103
第三節(jié) 故障電壓穿越能力測試內容及方法 108
第四節(jié) 工程案例應用分析 119
第六章 電網(wǎng)適應性測試技術及應用 141
第一節(jié) 電網(wǎng)適應性指標及標準要求 141
第二節(jié) 電網(wǎng)適應性測試內容及方法 143
第三節(jié) 工程案例應用分析 151
第七章 一次調頻測試技術及應用 168
第一節(jié) 新能源對電網(wǎng)頻率的影響及一次調頻標準要求 168
第二節(jié) 新能源系統(tǒng)參與電網(wǎng)一次調頻安全約束 171
第三節(jié) 一次調頻測試內容及方法 190
第四節(jié) 工程案例應用分析 194
第八章 數(shù);旌戏抡鏈y試技術及應用 217
第一節(jié) 新能源機組數(shù)模混合仿真測試 217
第二節(jié) 新能源場站數(shù);旌戏抡鏈y試 250
第三節(jié) 其他設備數(shù)模混合仿真測試 273
參考文獻 283