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发电厂站及响应负荷侧的正阻尼调频控制装置

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完成单位:云南八冶新能源科技有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

刘华军、刘友宽、赵 明、母德荣、朱 明

项目概况

研究背景与技术难点:随着“双碳”战略稳步推进,目前新能源已成为我国装机规模最大的电源。新能源发电具有间歇性和波动性,且对电网缺乏惯量支撑,对电网运行控制提出了严峻挑战。为适应新能源大规模并网,需要系统内各类发电厂快速响应电网一次调频需求和AGC指令,发挥电源对电网频率稳定控制的基础作用。但可再生能源、部分火电及可调负荷的一次调频控制呈现出了负阻尼特性,增加了高比例新能源电网频率稳定控制的难度和安全风险。目前电力行业内主要从电网的角度,采用电力电子技术研究解决电网频率稳定控制问题,缺乏从发电机组侧解决这一问题的手段和方法。 成果先进性与创新性: (1)创新提出了一种正阻尼的PID单位负反馈一次调频指令形成回路,与发电和响应负荷的控制回路进行叠加控制的新型控制方法,采用智能集群分配控制各发电和用电响应负荷,解决了再生能源等占比高后一次调频控制形成的负阻尼特性带来的频率控制不稳定隐患问题。 (2)基于转子动态方程,提出了包含水电、火电、风电、光伏及可响应负荷等较全面的主流电源与负荷构成的电网负荷频率模型,构建了可模拟不同容量发电机组及不同规模电力系统的电网频率控制仿真系统。 (3)基于对当前电网一次调频控制不稳现象的仿真模拟及正阻尼一次调频控制新方法的仿真验证,研发了基于国产自主可控的图形模块化组态DCS控制系统的调频稳定控制装置并实际应用,有效解决了可再生能源发电与用电负荷控制中负阻尼现象对电网频率稳定性的不利影响问题。 可推广性、经济社会效益与推动行业进步:研究成果已在几个新能源工程上应用。可广泛推广应用在水电、火电、风电、光伏及可调度负荷的厂站端。电力系统频率的不稳定导致切机、切负荷、电网解列等重大事故,经济损失巨大,严重影响安全供电,研究成果可有效解决当前电力系统调频不再适应新型电力系统发展需求产生的频率控制稳定性隐患的弊端,是一种实施方便、投入经济、能有效解决电力系统频率控制稳定性隐患的技术手段。