寧夏電網(wǎng)新能源電站快速頻率響應(yīng)特性研究分析

朱建軍，楊彥波

(1.國網(wǎng)寧夏電力有限公司，寧夏 銀川 750001； 2.國網(wǎng)寧夏電力有限公司電力科學(xué)研究院，寧夏 銀川 750011)

隨著電力技術(shù)的飛速發(fā)展，新能源裝機(jī)規(guī)模不斷擴(kuò)大。截至2017年底，寧夏電網(wǎng)新能源裝機(jī)達(dá)到1 596.6萬kW，占全網(wǎng)總裝機(jī)容量的40.45%。新能源滲透率的不斷升高對電網(wǎng)頻率安全帶來新的挑戰(zhàn)[1-3]，主要體現(xiàn)在尚不具備參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的能力，因此隨著其出力占比的增高，不斷擠占具有轉(zhuǎn)動慣量的常規(guī)能源機(jī)組出力空間[4]，導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)頻裕量不足，寧夏電網(wǎng)頻率擾動抑制能力持續(xù)下降；同時(shí)，地處西北大送端電網(wǎng)，隨著特高壓直流外送工程的大量投產(chǎn)，系統(tǒng)有功平衡及調(diào)頻難度不斷加大[5]，直流大功率閉鎖對電網(wǎng)頻率安全造成了嚴(yán)重威脅[6-8]。僅2016—2017年，就發(fā)生了6次超過0.1 Hz的大頻差擾動事件，電網(wǎng)安全運(yùn)行形勢異常嚴(yán)峻；因此，亟需開展新能源電站快速頻率響應(yīng)研究，加快并網(wǎng)新能源場站快速頻率響應(yīng)功能推廣應(yīng)用，從源頭提升寧夏電網(wǎng)本質(zhì)安全能力。

2017年初，國家電網(wǎng)西北分中心牽頭組織西北五省開展新能源電站快速頻率響應(yīng)研究工作。寧夏電網(wǎng)選取了3座直調(diào)新能源場站(2座風(fēng)電場、1座光伏電站)作為試點(diǎn)研究對象。通過參照常規(guī)水、火電機(jī)組一次調(diào)頻實(shí)現(xiàn)方式，重點(diǎn)研究了試點(diǎn)場站單機(jī)、匯集線有功功率在不同調(diào)頻參數(shù)配置下的響應(yīng)性能；充分考慮了寧夏電網(wǎng)日常運(yùn)行過程中頻率波動情況、光伏逆變器和風(fēng)機(jī)槳葉連續(xù)變化調(diào)節(jié)的能力，并結(jié)合掛網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行測試效果，制定出了新能源場站快速頻率響應(yīng)參數(shù)配置方案，西北電網(wǎng)全網(wǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方案的可行性。……