中國電科院：平價(jià)時(shí)代更需關(guān)注新能源場站快速頻率響應(yīng)

:在新能源快速發(fā)展大背景下，電網(wǎng)如何能夠保證我們網(wǎng)跟源協(xié)調(diào)安全的去運(yùn)行，去進(jìn)一步的協(xié)調(diào)發(fā)展，我覺得是在平價(jià)時(shí)代大背景下更需要考慮的事情。

----中國電力科學(xué)研究院陳志磊

11月28日由中國長江經(jīng)濟(jì)帶可再生能源裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、江蘇省南京市新型電力（智能電網(wǎng)）裝備集群、江蘇省可再生能源行業(yè)協(xié)會、協(xié)鑫新能源控股有限公司聯(lián)合主辦的“2019第九屆加強(qiáng)應(yīng)用長江經(jīng)濟(jì)帶“一帶一路”新能源創(chuàng)新發(fā)展論壇暨首屆新型電力（智能電網(wǎng)）技術(shù)裝備發(fā)展大會”在南京盛大開幕。北極星太陽能光伏網(wǎng)作為戰(zhàn)略合作媒體對大會進(jìn)行全程直播。

中國電力科學(xué)研究院做新能源研究中心陳志磊《平價(jià)時(shí)代新能源場站快頻率響應(yīng)》主題演講。

中國電力科學(xué)研究院新能源研究中心陳志磊

直播專題：第九屆加強(qiáng)應(yīng)用長江經(jīng)濟(jì)帶“一帶一路”新能源創(chuàng)新發(fā)展論壇

以下為發(fā)言實(shí)錄：

大家下午好，謝謝唐院長，也感謝大會，咱們今天大會主題是平價(jià)時(shí)代，上午我們也有好多專家介紹了我們在迎接平價(jià)時(shí)代到來之后，我們在產(chǎn)品、裝備制造商已經(jīng)取得很大成績。我們新能源發(fā)展到現(xiàn)在，其實(shí)很多地方，很多省區(qū)已經(jīng)是第二點(diǎn)電網(wǎng)，在這種角色轉(zhuǎn)變新能源是不是應(yīng)該承擔(dān)更多的責(zé)任？能夠跟網(wǎng)之間，源網(wǎng)更加協(xié)調(diào)，新能源在電網(wǎng)當(dāng)中更多發(fā)揮作用，支撐電網(wǎng)更加平穩(wěn)運(yùn)行，今天借助這個機(jī)會跟大家分享一下，我們在新能源快速頻率響應(yīng)有一些要求，也做一些嘗試，今天跟大家分享一下。

首先背景，我們?yōu)槭裁匆岢鲂履茉纯焖兕l率響應(yīng)這件事情。剛才也說了，最早是在西北開始，實(shí)際上最早2017、2016年已經(jīng)在做這個事情，當(dāng)時(shí)一波又一波高峰，到2019年光伏受到政策影響，我們裝機(jī)量低于預(yù)期，實(shí)際上整個西北到今年上半年，光伏新增只有不到350萬，所以總體算下來整個西北新能源裝機(jī)預(yù)計(jì)年底能突破1億千瓦?？偭窟€是很大，雖然增速在放緩，但是總量很大。新能源占比高，導(dǎo)致我們整體整個電網(wǎng)運(yùn)行速率低，造成電網(wǎng)運(yùn)行方式發(fā)生改變。西北電網(wǎng)也是開放性做一些嘗試，讓網(wǎng)內(nèi)常規(guī)電源進(jìn)行開機(jī)，整個帶有旋轉(zhuǎn)機(jī)組，整體在最小速率下工作，很多都讓給新能源，造成我們電網(wǎng)在遇到頻率下調(diào)的時(shí)候沒有什么調(diào)頻余度，沒有手段把頻率穩(wěn)下來，這個很可怕，這個時(shí)候三道防線沒有可以用了。這個時(shí)候希望我們新能源能夠關(guān)鍵時(shí)候撐起來，旦起調(diào)頻的責(zé)任，這也是為什么在西北地區(qū)提出我們新能源快速頻率響應(yīng)的要求。

第二個因?yàn)槲覀冸娋W(wǎng)整體建設(shè)情況，因?yàn)榭赡苡龅叫履茉唇ㄔO(shè)和分布，國家在大力推跨省區(qū)特高壓輸電，特高壓交流輸電，我們直流外送，系統(tǒng)內(nèi)直流會導(dǎo)致整個電網(wǎng)系統(tǒng)無功和容量下降。對于新能源來講進(jìn)一步加劇這種情況，從目前來看西北電網(wǎng)通過特高壓直流線路，快速已經(jīng)超過3300萬。整個新能源裝機(jī)情況，我們現(xiàn)在說的不只裝機(jī)量，我們現(xiàn)在實(shí)際上從三個維度去說新能源在電網(wǎng)影響，容量、電力、電量，都已經(jīng)是在主力電源位置上。所以造成整個電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)頻難度不短加大，調(diào)度電網(wǎng)運(yùn)行沒有手段可以用了，并不是不去調(diào)，已經(jīng)沒有手段，沒有任何方式，沒有辦法應(yīng)急。也做了計(jì)算，常規(guī)電源開機(jī)發(fā)生直流閉鎖，有1200新能源開機(jī)發(fā)生直流閉鎖，這個時(shí)候頻率會變到35.5，這個時(shí)候?yàn)槭裁?？就是因?yàn)樾履茉磾D占常規(guī)能源容量。如果1200萬開機(jī)新能源都具備調(diào)頻能力，我們這個情況夠會好轉(zhuǎn)，就會0.5赫茲回拉。

所以，這也就是為什么西北網(wǎng)率先在調(diào)度之下，率先開展快頻測試的工作。實(shí)際上在2018、2017年從標(biāo)準(zhǔn)、從政府的一些文件支撐上來講都已經(jīng)具備這個條件。國外很早開展這個事情，因?yàn)橹耙矃⒓舆^幾次會議，會上有人問我們國家網(wǎng)價(jià)這么堅(jiān)強(qiáng)，我們新能源占比相比歐洲、德國實(shí)際上并不是特別大，歐洲新能源占比特別大，德國也沒有像我們國內(nèi)要求這么嚴(yán)，其實(shí)只是看到一個片面情況，不是去系統(tǒng)看這個事情。德國領(lǐng)先我們國家5到10年在標(biāo)準(zhǔn)層面達(dá)到要求，對于新能源參與電網(wǎng)要求，對于頻率要求，對于支撐電網(wǎng)電壓要求，都在我們之前已經(jīng)提出來，另外一個整個德國并是孤網(wǎng)，整個德國相當(dāng)于一個省，不能拿一個國家電網(wǎng)去跟一類似同等物理意義省去比，這樣是不合適的。我們也在標(biāo)準(zhǔn)借鑒了歐洲一些要求，把這個新能源快速頻率響應(yīng)加在新的標(biāo)準(zhǔn)里面。2016、2017新能源試點(diǎn)工作在推進(jìn)，2018年國家電網(wǎng)西部分部組織西北各省實(shí)驗(yàn)，一直在做這個快速頻率響應(yīng)的事情。

說了背景大家都很清楚，有需求才提要求。從電網(wǎng)角度希望穩(wěn)定，從源的角度從客戶角度希望多發(fā)電，有很多層面原因從一開始規(guī)劃里面電網(wǎng)、網(wǎng)源建設(shè)不協(xié)調(diào)，還有我們光伏從最開始在電網(wǎng)當(dāng)中可能就是無足輕重。恰恰沒有想到新能源長的這么快，不到幾年已經(jīng)成為網(wǎng)里面成為老大、老二角色，所以打的措手不及。這幾年分布式讓電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際上更是沒有好的手段，如何去規(guī)避一些風(fēng)險(xiǎn)。

對于新能源快速頻率響應(yīng)技術(shù)指標(biāo)實(shí)際上今天也在借這個機(jī)會跟大家說一下，對于風(fēng)電和光伏指標(biāo)統(tǒng)籌考慮，風(fēng)電和光伏調(diào)頻測試，調(diào)差參數(shù)設(shè)置上是不一樣的，我們這邊也要求新能源當(dāng)降到額定功率10%不用降，新能源也維持一個，低頻新能源可以根據(jù)情況調(diào)頻。最開始討論新能源無論在高頻、低頻都能參與電網(wǎng)調(diào)頻當(dāng)中，但是后來也是相當(dāng)于網(wǎng)和源做了很多協(xié)調(diào)，找到大家都能接受的折中點(diǎn)，就有了保證電源發(fā)電收益，不是一直留備用余量參與調(diào)頻。在我們電網(wǎng)結(jié)構(gòu)堅(jiān)強(qiáng)的時(shí)候，其實(shí)頻率這個事件并不是特別多。除了小網(wǎng)、弱網(wǎng)事件比較多，拿小概率事件不做搶占利益事情。

對于調(diào)頻參數(shù)設(shè)置也考慮風(fēng)電和光伏，風(fēng)電調(diào)頻是0.1赫茲，光伏是0.06赫茲，電網(wǎng)高頻擾動情況下，新能源場站有功功率降至額定負(fù)荷10%的可不再向下調(diào)節(jié)。在電網(wǎng)低頻擾動情況下，新能源場站根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行工況參與電網(wǎng)頻率快速響應(yīng)，不提前預(yù)留有功備用。所以這里面曲線可以看出來，從我們風(fēng)電、光伏、水電頻率是有一個差別的。

對于新能源頻率快速響應(yīng)一個要調(diào)頻控制偏差指標(biāo)，第二個測頻精度指標(biāo)，這里面要求比較高，0.003赫茲，實(shí)際上很重要就是測；第三個指標(biāo)就是頻率采樣周期不大于10ms；第四個是躲暫態(tài)過程要求；第五個有功控制周期；第六個響應(yīng)性能指標(biāo)。這里面也分了幾個系的指標(biāo)，響應(yīng)滯后時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間，這里面幾個數(shù)字都不是拍腦袋，都是實(shí)際測試測出來，響應(yīng)之后規(guī)定風(fēng)電、光伏，響應(yīng)不能太遲鈍，2秒要做出響應(yīng)，這個時(shí)間2016、2017試點(diǎn)新能源測過來，在折中基礎(chǔ)上略微拔高一點(diǎn)，目前看下來大家也都能做的到。響應(yīng)時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間，實(shí)際電站測試基礎(chǔ)上得出來的數(shù)字。前面是我們整個技術(shù)指標(biāo)的要求。

實(shí)際上前面兩塊從背景和技術(shù)指標(biāo)兩塊跟大家做了簡單解釋，我們剛才說平價(jià)時(shí)代，為什么提到新能源快速頻率響應(yīng)，跟我們題目可能并不契合，但實(shí)際上是很宏觀，平價(jià)時(shí)代新能源占據(jù)主力位置，能否擔(dān)當(dāng)主力的責(zé)任，能否在我們平價(jià)時(shí)代大背景下能夠安全可靠去發(fā)力，能夠非常友好的與電網(wǎng)進(jìn)行互動？我們的網(wǎng)源非常友好協(xié)調(diào)起來，我們產(chǎn)生價(jià)值的點(diǎn)很關(guān)鍵就是并網(wǎng)，前端做的再好，產(chǎn)業(yè)發(fā)展再好，到網(wǎng)這個環(huán)節(jié)發(fā)不出來，或者根本沒有辦法非常友好協(xié)調(diào)在一起，網(wǎng)源經(jīng)常打架，源也不會發(fā)生作用。最近，中國為什么沒有發(fā)生大停電，英國有大停電等一系列大停電，前面也做了分析，很多是因?yàn)樾「怕适录B加，再加上新能源不具備，造成電網(wǎng)進(jìn)一步惡化，整個電網(wǎng)運(yùn)營沒有辦法切負(fù)荷導(dǎo)致大停電，基本上這個過程。有時(shí)候從我們角度去說，就是我們提出來一些要求，就從電網(wǎng)角度提出來一些要求，我們更多關(guān)注是什么？小概率、大影響事件。像電能質(zhì)量重不重要？重要，但不是小概率事件，他的影響也沒有那么嚴(yán)重。比方說對于電網(wǎng)，電壓跌落之后的穿越能力，電網(wǎng)出現(xiàn)電壓跌落，跌落之后新能源全部跌掉頻率怎么樣，這種小概率事件造成大影響，造成大停電因?yàn)橹T多小概率事件疊加在一起，往往一個雷電打在電網(wǎng)上，對于電網(wǎng)來說司空見慣的事情，但是恰恰有雷打在電網(wǎng)，又恰恰由于系統(tǒng)比方說我們開機(jī)方式不是特別好，又恰恰這個時(shí)候新能源沒有支撐電網(wǎng)的運(yùn)行，恰恰這個時(shí)候火電在最小出力怎么樣，沒有手段去緩解這個，只能一步步看著電網(wǎng)惡化，最終出現(xiàn)停電事故。

包括9.19事情不知道有沒有了解，直流閉鎖并沒有造成很大的影響，但核查發(fā)現(xiàn)直流禁區(qū)調(diào)頻的性能都不滿足要求，實(shí)際上并沒有達(dá)標(biāo)，我們裝置、我們產(chǎn)品，我們出產(chǎn)經(jīng)過第三方巡視達(dá)標(biāo)了，但是電站建成，設(shè)備在電站調(diào)試過程當(dāng)中，整體的性能指標(biāo)并沒有達(dá)標(biāo)，這個也是因?yàn)橹绷鏖]鎖發(fā)生才發(fā)現(xiàn)，我們提要求，但是能不能做到另外一方面；電網(wǎng)調(diào)度，各個省的電力公司主管部門也好，都是想把要求提出來，然后能夠很好落實(shí)下去?，F(xiàn)在國內(nèi)要求也不全，落實(shí)也不是非常到位，這就給電網(wǎng)運(yùn)行方面很多信息不知道的，我們中歐部分布式有50%電站在哪兒不知道，不知道什么狀態(tài)，以什么發(fā)電量在運(yùn)行不清楚。這種情況下，電網(wǎng)這么大源在控制外，有事情發(fā)生根本沒有辦法去平衡。

我們快頻事情提出來，我們做了改造的方案，我們怎么去做這個事情。首先針對新能源可以AGC去做，通過軟件上的升級，讓AGC具備快速頻率，這里面需要我們精確加裝高精度的測評裝置，這里面甘肅和青海、寧夏幾個電站進(jìn)行試點(diǎn)。首先，快速頻率響應(yīng)功能在AGC系統(tǒng)中通過軟件控制程序?qū)崿F(xiàn)，然后轉(zhuǎn)能量管理平臺，對于風(fēng)電機(jī)組單機(jī)，還有逆變器來執(zhí)行。這樣做好處只需要做加裝測評裝置，這套通訊不需要動作，能解決通訊問題這個方案可行的。

第二個能量管理系統(tǒng)平臺上改造，在風(fēng)電新疆和陜西做了實(shí)驗(yàn)，通過管理平臺接收風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)采集的頻率和功能信號，風(fēng)電場能量管理平根據(jù)頻率情況快速計(jì)算調(diào)頻功率指令并下發(fā)給風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)電機(jī)組響應(yīng)調(diào)頻功率指令。

第三個專用調(diào)頻裝置方案，在已有的控制專門加一個做調(diào)頻。風(fēng)電場快速頻率響應(yīng)功能通過假裝專用調(diào)頻控制柜實(shí)現(xiàn)，電網(wǎng)頻率異常時(shí)“旁路”風(fēng)電場有功率控制系統(tǒng)。整個說到核心解決通訊問題，實(shí)際上到下一級精度多少，我們光伏逆變器做的非常好，對于搶占系統(tǒng)就是解決通訊和采樣。

第四個光伏逆變器改造，這種從技術(shù)上講非常穩(wěn)定，逆變器裝置很容易，軟件上講一講就可以了。這么做有一個問題，我們都知道多機(jī)并聯(lián)就會有同步性問題，同步性會非常差。為什么？之前一直在做一件事情，我們的光伏電站，逆變器替代裝置，2016年有廠家嘗試，但是一直到今年上半年，我們才有一家達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這么多年嘗試大家形成一個站上百臺、上千臺逆變器如何形成一致，采取這種方式改造工作量非常大，主要就是一致性問題。

前面咱們都是講從產(chǎn)業(yè)，從組件到逆變器，我們有新技術(shù)，新產(chǎn)品，我們有新的市場，我們進(jìn)入平價(jià)，平價(jià)意味著光伏、新能源有好多孩子，電源有好多孩子，風(fēng)電、水電、新能源，新能源孩子已經(jīng)長成功不需要吃補(bǔ)貼，這也是我們行業(yè)非常振奮一件事情。振奮之余我們的應(yīng)用場景又有新的要求，我們擔(dān)當(dāng)起主力電源地位，今天借這個機(jī)會跟大家相當(dāng)于提一個醒，就是我們新能源與電網(wǎng)之間的網(wǎng)源互動性能要求，很多電網(wǎng)提出的要求，因?yàn)檫@個是屬于屁股決定腦袋的事情，處在電網(wǎng)角度可能更多想電網(wǎng)如何安全穩(wěn)定，對于我們開發(fā)商，對于企業(yè)作為源的角色，肯定希望多與電，不要受到更多管控和制約，要找到平衡點(diǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)在整個大局勢大家也清楚，現(xiàn)在電網(wǎng)安全比原來提的更高，國家安全層面、國家戰(zhàn)略層面拔的更高，在新能源快速發(fā)展大背景下，電網(wǎng)如何能夠保證我們網(wǎng)跟源協(xié)調(diào)安全的去運(yùn)行，去進(jìn)一步的協(xié)調(diào)發(fā)展，我覺得是在平價(jià)時(shí)代大背景下更需要考慮的事情。

我就想說這么多，前面其實(shí)很多場合我也跟大家交流過，就是說前端這些事情很重要，我們產(chǎn)業(yè)我們行業(yè)事情，但是到了后端并網(wǎng)前幾年不怎么關(guān)注，因?yàn)榍皫啄隂]有重視造成這幾年大家電網(wǎng)頭疼、電源頭疼，所以最后一次提醒，我也借這個機(jī)會呼吁一下大家，對新能源場站設(shè)網(wǎng)安全多重視，謝謝大家。

（發(fā)言為北極星太陽能光伏網(wǎng)根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核）