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中船海装雍兵工程师:针对中国环境的分散式风电技术
2017-10-19 来源:能见
 10月16日-19日,2017北京国际风能大会(CWP2017)在北京隆重召开。在中国国际展览中心(新馆)“分散式风电和微电网技术”专场,中国船舶重工集团海装风电股份有限公司高级工程师雍兵就针对中国环境的分散式风电技术进行了分享。
 
以下为演讲内容:
 
雍彬:各位朋友,各位来宾,今天非常荣幸,有机会在这个地方跟大家分享一下海装在针对中国南方环境的分散式风电方面的一些结论,我今天演讲的主要有四个内容。
 
第一个就是关于分散式的定义在中国的发展趋势,就是它的前景究竟如何。第二个就是我们分散式现阶段存在的一些问题,以及它的一些关键技术。第三个就是想跟大家分享一下中国海装在关键技术上的一些积累和一些应用研究。第四个分享一下海装的一个示范项目,就是重庆的分散式的示范项目的建设。
 
前面两部分快一点,因为大家有些东西是共性的。第一个想跟大家说一下,这个就是定义和发展趋势。这个定义和发展趋势,我们这个地方的来源,这个定义主要是来源于2011年国家出的一个34号文件和26号文件,根据国家政策的规定,这个大家都是很清楚的。只是想在这个地方说一下分散式风电是中国现阶段发展的必然趋势,这个地方主要先从三个方向来说。
 
第一个就是在集中式电网,它现在的气候限电很严重,尤其是在陕北地区,最高的已经达到40%多,这是一个老生常谈的问题。
 
第二个现阶段国家政策和地方政策的导向,前方两位嘉宾已经做了说明,国家的政策是在鼓励大家发展。尤其是在2017年国家出来一个规定,就是在气候限电超过20%的地区,它的新的电网项目不会新开,这也是一个很重要的问题。
 
第三个就是想说一下,现在有的地方政策方面发生了供给技术的支持在这方面。现在说存在的问题及关键的技术方面,存在的问题我们现在站的这个角度就是从分散式研究的角度主要是针对电网,针对电网来讲就是四个方向。
 
第一个就是对节流电站的影响,就是点和容量,还有一个就是超级电压的多点接入的意见分析。
 
第二个就是配电网的电价波动的问题,电压波动也是从两个方面,一个是接入位置,接入容量与电压波动的关系,还有一个就是接入位置,接入容量对配电网电压稳定的指标影响,这方面我们没有形成一个定性的一个决定。
 
那么第三个就是关于谐波的问题,谐波的问题它也有两个点,一个就是风电技术本身的电子装置它产生的结果,还有一个就是我们在分散式结构的过程当中,我们加入了一定的电容或电感的一个装置里面进行一个融合,本身也会产生一个结构。
 
第四就是在保护系统上面,主要有三个方面。一个就是保护的范围影响,其实分散式的接入它会根据接入的情况不一样,它对保护的范围有一定的不一样,在某些方向会缩小这个保护。第二个就是对保护方向上面的影响。第三个就是对保护的隐秘度的影响,尤其是保护方向和隐秘度上的影响是比较大的。
 
简单说一下关键技术,分散式发电的关键技术,实际上大家都知道的一个共用技术,第一个就是关于它的远程监控技术,远程监控技术因为分散式它本身的容量特别小,它的集中监控究竟放在哪个地方,需不需要,还有我们的数据如何传回来,这是我们远程监控需要解决的。第二个就是以电压稳定为目标,以电网的电压稳定为目标,控制在一个稳定上,这个实际上是跟电网本身相连的。第三个就是相对于电压稳定的一个无功控制的方面,这个实际上是根据我们机组的要求。第四个就是保护还有督导检测,这两个方面。
 
研究的对象不一样,站的角度不一样,大家提的要求也不一样。
 
下面简单跟大家聊一下前面的东西,下面我们讲一些中国海装关键技术上的技术结论,因为海装在2012年进行了分散式的示范项目的建设,这个建设当时我们的业主单位在发改委的一个协调下来建立这个项目,那么建立这个项目我们主要干了几件事情,第一个就是关于保护系统的一个设计,保护系统的设计主要进行了两个方向,第一个就是我们保护系统怎么去搭建,第二个就是我们保护系统的参数怎么去配置,第三个我们的控制程序是什么。我们在解决这三个问题之前,我们当时的思维是怎么想的呢?就是当我们有故障出来的时候,我们首先要保证安全,就是站在研究者的角度来讲,我们得保障设备的安全。第二个站在电网的角度来讲,当电网出现故障的时候,电量质量出现变化的时候,我们需要进行最大能力的支撑对电网的支撑。所以根据这两个目标,然后我们把风电机组,就是当时根据机组的一个要求,我们把风电机组的保护装置还有一个电网结构的保护装置,包括参考了电网目标,还有一个我们示范项目是接的武隆变电站的,所以我们把变电站的参数也考虑进来了,通过光圈的交换,这所谓的信息我们提升到风电技术的PRC上面去了,建立了信息的一体化系统。这样做的目的我们在后面的保护程序上面会有所体现的。这是第一个。
 
第二个就是保护性的参数配置和程序方面,参数配置我们当时在整合参数的时候,实际上我们跟电网公司进行了一个协商,就是变电站的参数拿出来,拿出来它给我们整理了一套值,我们根据它整合的值,我们重新对风电技术便利器,还有低压车和高压车的保护,主要考虑它的特性,根据这个对它的参数进行配置优化,形成了设计的保护配置。根据这个保护配置我们在陈列上面,就是跟上一定的控制。
 
第一个就是无论你是电网故障还是风电机组故障,我们优先断开的是风电机组的,这样做的目的就是我确保不会形成有计划的,确保形成非计划性的一个电网。
 
第二个当电压和电流达到超过断路器,谁达到断开谁。
 
第三个当这个断开之后,每一级的系统都有反馈信号反馈到PRC,当这个反馈信号回归到PRC之后,我们会说那一级的保护系统可能失效了,那时候我就会断开它的下一级的保护,这样做的目的必须保证我的回路在有故障的情况下,不能有故障性的电网这里面。
 
然后在这个里面我们对电压稳定这块,就是做了叫做就地无功补偿技术,这个主要就是稳定电压,那么稳定电压当时策略简单提一下,当我们的无功值小于我们的装置值的时候,当它大于无功值的时候,我们是有变化的。但是当时我们接的武隆的四千和五千,我们用的THC,本身是容量小,还有一个问题就是无线电压,电压实际上还是有一点点偏低。还有一个就是根据我们的建设成本这方面的考虑。
 
风电的远程监控技术,我们在示范项目里面,主要做了几个。第一个就是3G的有线传输和无线传输,各方面的比较,还有相结合的方式。第二个就是我们考虑到远程监控和电网标准之间的信息安全,这一方面我们用了一个微型加密技术,就是创造全型的采集设备,用北斗微型和电网公司进行交换。第三个就是山地风场的一个,我们在山上有一点点的差劲,根据那种情况我们在山上进行了一个匹配。
 
我们在电网策略上面,这个可能就是进行了跟他们分散式风电,我们自己也对它进行了调整。第一个就是电网的策略,这个主要是照顾到电网电压的问题。第二个就是在功率输出控制的一个结构上面,我们其实运行初期我们结构性的电网的波动比较大,是因为控制技术那一块,后面根据数据的积累做了一个叫做控制功率曲线与电网电压的关键性的调整,做了一点分析,然后用功率上升分析控制。
 
然后在示范性项目上面,我们还做了一个基于数据下面的一个风电技术的参数优化,参数共性化定制,这个主要是根据我们环境来的,因为我们在集中式供电上面有很多技术也用到上面来,这个就不多说。第一个就是角度的优化,第二个是关于PAD参数的优化。
 
还有一个技术就是我们叫做故障诊断处理,这个主要是针对数据来做的一个故障分散模型,这里进行了处理,主要是降低故障率,来提高我们分段处理的速度和进度。
 
后面简单地介绍一下,因为前面的关键技术上面其实对风电示范项目也很多的进行了介绍,所以案例分享我们快一点。
 
案例分享我们现在建立了分散式的结构项目大概有六个,但是我们自己示范项目是我们自己建的,剩下的都是我们提供的技术。武隆分散式项目上有一点差异,我们是挨着武隆有一个集中式的工厂,根据集中式工厂和相邻的仿真建立了仿真模型,选了三个点,其中有一个点因为在现场考察的时候发现地下有岩洞没用,用了两个。根据武隆的电网情况,然后我们对电网进行了一个接入的分析,当时觉得由于就是体积或者时间点,实际上我们根据最后的挑战结果我们用了高新变电站的四千伏和五千上面。
 
远程监控这方面简单说一下,就是我们在机组那一块是采用的电性的3G信号传到接收站,传到我们构建的临时的监控中心,监控中心通过我们刚才说的微型加密技术跟电网公司进行一个对接。我们在保护性方面,我们分散式上做了一个保护性的应对,这个主要是随机性的我们主要考虑到保密参数的有效性,还有一个我们世界保护系统是不是达到了我们的目标,这个目前我们在最初期的时候,参数完成整合之前,实际上我们在这个地方的还是烧了好几个,后来整合完成之后还没有烧毁的。
 
然后有一个,这个地方就是对我们控制系统进行了一个比较有效的说明,下面有一个表是我们本身的一个参数整合的情况。新技术的应用就是说了在前面已经介绍了一个,这个然后就是介绍一下具体的情况,我们是二千二百,年限大概是六到七年,这只是静态的,动态的我们没放。
 
另外对于分散式接入的项目介绍,华能陕西定边郝滩,这个是国内的。国外的也有一些。
 
这个运行情况简单说一下,现在2016年2480h,在美国那边满负荷是2340h,这个是一个简单的情况。
 
关于分散式这边我就介绍这么多,如果有什么不正确的地方,大家下面交流,谢谢大家!
 
主持人:谢谢雍彬精彩的演讲,雍彬的演讲中对于分散式接入的,做了一些技术上很专业的东西,大家在分散式系统设计的时候有很大的借鉴意义。
 
(发言为现场速记整理,未经本人审核)
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