新能源场站

本文件规定了新能源场站及其配置的电化学储能系统接入配电网设计的一般原则、内容和要求。本文件适用于10kV～110kV电压等级接入电网的新建或扩建新能源电站及接入该电源侧的电化学储能系统接入配电网设计

目前大部分关于并网变换器的研究忽略直流侧动态，在直流侧使用恒定电压源，一定程度上影响小干扰稳定性分析。文中主要考虑直流侧动态对跟网型变换器进行建模及稳定性分析。首先，分析新能源场站并网系统直流侧可等效为电压源和受控电流源的适用条件，论证并网变换器建模时考虑直流侧动态的必要性。随之，建立考虑直流侧动态的跟网型变换器谐波状态空间(harmonic state-space,HSS)阻抗模型。其次，在不同电网强度下，通过伯德判据对不同直流侧结构的系统进行稳定性分析，揭示电网强度对跟网型变换器稳定性的影响机理。然后，分析锁相环、电流环、滤波环节对系统阻抗特性的影响。最后，理论分析与电磁暂态仿真结果表明弱电网条件下，锁相环与电网呈现强交互作用，降低了系统的小干扰稳定性，且考虑直流侧动态的系统临界短路比更大。

高比例新能源的接入使新型电力系统的净功率波动以及低惯量特性不断增强，给系统频率调节与稳定带来更大挑战。针对日益提升的调频需求，提出一种电网储能死区优化调频控制策略。首先，构建了含储能调频死区的电网频率响应模型，分析了随着新能源渗透率的提升系统频率的变化特性，并阐述了传统死区的不足之处。其次，提出一种基于调频阶段分区的死区优化设置方法，根据频率当前变化状态，设定不同的死区响应模式。基于描述函数法定量分析了死区非线性环节对系统稳定性的影响，给出了考虑死区影响的储能调频下垂系数的稳定边界。此外，提出了储能参与调频的容量配置方法。最后，搭建含新能源场站的区域电力系统模型，对比了不同死区设定下的系统调频动态特性。结果表明，所提新型死区设定方法可以有效改善电网的频率质量，减轻系统的调频负担，且所提死区设定方法不会增加储能的容量配置需求，具有一定的经济实用价值。

基于发生概率最高的新能源功率预测数据进行确定性调度计划安全稳定校核，其结论与电网实际情况相差较大。为提高安全稳定校核结果的适应性，提出一种考虑新能源不确定性的调度计划安全稳定校核方法。基于传统确定性调度计划安全稳定量化评估结果，构建计及新能源场站预测功率置信区间约束的安全稳定裕度最小化模型，实现高风险计划方式的有效识别。基于有功灵敏度对新能源场站进行等值聚合和不确定性变量降维，提高安全稳定裕度最小化模型的求解效率。基于并行处理平台进行调度计划多方式分组并行安全校核，得到考虑新能源功率预测不确定性的安全稳定校核结果。所提方法可有效提升高比例新能源电网调度计划安全稳定校核的准确性和时效性。实际电网算例验证了所提方法的有效性。

2023年3月，广西玉林天堂顶风电场风机-飞轮储能联合调频项目正式投入运营。作为南方电网首个新能源场站配置储能飞轮调频项目，该项目的成功投运标志着多类型新型储能技术在南方电网的应用取得了突破性进展。

针对不带并联电抗器的新能源送出线，能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击，提高重合闸成功率，减少新能源发电系统脱网的发生，提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器，在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗，在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异，建立电流突变量比较判据，并能够确定故障电弧熄灭时刻，进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明，所提方法能快速、可靠地识别结果，应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。

为了保障大规模新能源并网时电网系统的稳定运行，减少弃风、弃光，首先分析了平抑新能源并网功率波动的手段，引入了新能源以任意功率并网后能够评估交流系统电网强度的运行广义短路比。其次，给出了基于日前、日内、实时3个时间尺度新能源并网调度计划策略，建立了以运行调度成本最小、运行广义短路比最大、联合输出功率波动最低为目标函数的多时间尺度新能源并网调度计划模型。最后，以火电机组、新能源场站、储能电站和高载能负荷等所构成系统为例，仿真验证了所给策略和模型的有效性。

随着新能源的快速发展，电力系统“双高”（高比例可再生能源、高比例电力电子设备）特征凸显，系统的物理基础、功能形态深刻变化，给电网安全稳定运行带来挑战。新能源场站需要具备主动支撑能力，拥有接近或高于同步电源的控制特性，支撑系统电压、频率稳定以及提供备用容量。国家电网有限公司华北分部开展新能源场站主动支撑技术研究，深入分析大规模新能源接入对电网的影响，提出了新能源主动支撑技术要求，助力新能源健康有序发展，推动加快构建新型电力系统。

面向新能源场站的分散式储能具有容量小、分散广、部署灵活、方便扩容等特点，降低了电池聚集所导致的事故危害隐患、规避了征地费用与配套建设成本高的问题，既可以针对节点进行精细化管理，又可以集群化控制，帮助新能源场站改善涉网性能、减少考核成本、提升发电效能。首先，基于“分散布置，集中控制”原则提出一种分散式储能集群化控制策略，将分散式储能虚拟成为集中式储能的形式，并根据储能荷电状态与健康状态对功率指令进行合理分配。其次，根据并网要求，设计了基于调频优先制定的风储协同控制策略。进一步参考江苏省考核细则，提出了主动支撑电网型的分散式储能配置优化模型。算例结果表明，配置一定规模储能可以减少考核成本、改善涉网性能。