国内首例大规模储能系统接入风电场35kV母线侧的工程应用、国内首例风电场一次调频试验在山西完成

近日，山西欣旺达能源互联网研究院配合国网山西省电力公司及山西电力科学研究院科技项目“规模化风场调频关键技术研究及工程应用”试验圆满成功，该试验依托山西省科技厅“10MW级锂电池储能系统关键技术及工程示范”项目。该工程是国内首例大规模储能系统接入风电场35kV母线侧的工程应用。山西欣旺达能源互联网研究院秉承“严谨 科学”的理念，为该项目提供储能系统及整体解决方案，顺利完成了国内首例风电场一次调频试验，证明了利用储能系统可以完善新能源的一次调频能力，提升新能源的消纳能力和电网的安全性、可靠性。
 
该项目被列入2016年省科技厅重大科技攻关计划，于2018年驶入关键的一年，在大规模储能系统接入风电场无先例可循的情况下，对设备可靠性提出严苛要求。项目同时面临了生产周期紧张、接入电网困难、项目周期不足等问题。山西欣旺达能源互联网研究院面对问题积极寻找解决方案，与国网山西省电力公司调度控制中心、山西电力科学研究院通力合作，共同推动项目进展，在全体成员共同努力下，攻坚克难，在龙源老千山风场顺利完成了一期接入试验。
 
1．试验条件：
 
在配备6MW/6MWH的储能装置后，风场留有备用容量2MW、10MW一次调频能力；风场无备用容量一次调频能力。分别在风场30%，50%额定负荷下试验。试验期间由于风场风力不够，风场风机故障多，80%额定负荷试验条件无法满足。
 
2．试验技术指标：
 
完全依据电力系统网源协调技术规范DL/T1870-2018的要求，风场一次调频死区为0.05Hz风场下垂特性设为2.5%。
 
3．试验内容：
 
（1）在风场无备用容量时，靠储能装置来实现一次调频的功能，储能装置在接受到调频指令后，完全能够达到3秒有响应，12秒达到应变负荷的90%，15秒稳定的技术指标。
 
（2）在风场有弃风2MW时，频差为0.1Hz，对应于指标要求，风场一次调频出力应为3.9MW，这时风场出力2MW，储能出力1.9MW。风场负荷上升速率慢，前期储能出力3.9MW，在风场出力逐步跟上后，储能出力慢慢减少。稳定后风场出力2MW，储能出力1.9MW。
 
（3）在风场有弃风10MW时，频差为0.1Hz，对应于指标要求，风场一次调频出力合格为3.9MW。这时风场指令为10MW，储能出力0MW。充分利用风场的弃风作为电网频率扰动后的备用容量，既为电网频率在扰动后的快速稳定多做了贡献；又充分的利用了风场的弃风，减少风场的弃风。风场出力变化速率慢，前期储能出力3.9MW，在风场出力逐步跟上后，储能出力慢慢减少。稳定后风场出力10MW，储能出力0MW。
 
（4）在风场一次调频指令是减负荷时，首先给储能充电。储能充电电量满后，电网频差还有，一次调频指令依然存在，这时风场再执行减负荷指令。在满足电网一次调频要求的前提下，最大限度减少风场弃风。
 
（5）为保证储能的安全利用，优化配置储能设备。将储能设备配比为小储能和大储能两部分。在电网频率频繁扰动的区域，频繁动作小储能装置，在小储能不能满足要求时，大储能补充。最大限度的减少全部储能装置的动作次数。定期检查小储能装置的性能，确保储能装置的安全利用。同时也能实现双细则下储能装置的经济利用。
 
（6）在风场场站靠储能装置平滑输出方面也做了一些工作和试验。本身一次调频叠加AGC后的指令已经做了平滑处理。
 
因老千山风场位于弯多坡斗的山脊处，工程器械、储能设备到达现场难度大、时间长，为了在试验节点前顺利完工，在保证工程质量的前提下，夜以继日、风雪无阻。经过197个日夜的不懈奋斗，从30℃到-30℃，在欣旺达能源人的共同努力下，最终在2019年1月30日前，完成了国内首例大规模储能系统接入风电场35kV母线侧的工程应用、国内首例风电场一次调频试验。作为国内目前唯一拥有此类工程案例的单位，山西欣旺达能源互联网研究院将不断加强技术创新，同时注