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风电机组的虚拟惯量及一次调频控制方法

成果类型：: 新技术

发布时间: 2022-10-28 17:18:38

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 滑晓姗 | 2022-10-28 17:18:38
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

目前，新能源场站不具备快速电网频率调节能力，随着新能源装机容量的增加，电网的频率稳定将面临严峻挑战，严重情况下会导致新能源机组限制出力，甚至大面积脱网，影响发电效率和电网安全。清华大学为解决上述痛点问题，研发出风电机组的虚拟惯量及一次调频控制方法。

目前新能源装备制造企业的相关技术仅针对单机进行改造，并不具备多机快速协同功能，本项目团队技术具有明显优势，已在国内部分光伏/风电场站得到应用验证，技术成熟度较高，具有明显技术和成本优势。风电机组的虚拟惯量及一次调频控制方法可以解决新能源机组限制出力，甚至大面积脱网的问题，避免影响发电效率和电网安全。

新能源大规模并网时，电网运营商只对场站级特性提出明确要求。尽管新能源装备在装机前需通过严格的涉网型式实验，但该实验仅针对单机实施，多机之间缺乏协同，无法保证场站性能。新能源场站内的运行维护通常由新能源业主负责，然而受限于其技术水平，当前新能源场站的运行方式较为粗放，场站级控制仅根据调度要求完成功率指令下发等功能，多机组之间缺乏有效协同。在实际运行过程中，未有效挖掘多机协同潜力，导致效率难以进一步提升，且由于多机之间的相互干扰而时常发生非故障脱网现象。本项目的这种方式需要捆绑其装备，在新开发的新能源场站有较好的推广前景。

团队主要成员张付杰为化学化工学会的秘书长，毛登彬、陈新密为化工专家，均为化学化工专业人才，具有丰富的生产、研发经验；拥有丰富的化学工艺、中试放大、成果转化经验。团队在技术研发等方面具有多项应用成果，积累了大量的经验数据，保障了团队较强的研发能力

1.国内市场：截止2021年，我国光伏并网装机容量为3.06亿千瓦，风电并网装机容量为3.3亿千瓦。根据目前的实际应用情况，光伏场站按照每MW场站安装1台快速调频设备计算，风电场按照每5MW场站安装1台快速调频设备计算，当前我国新能源快速调频设备需求量为37.2万台。考虑到我国双碳目标要求新能源装机在现有基础上翻一番，未来新能源快速调频设备需求量为74.4万台。粗略计算，市场规模约为100亿；

2.国际市场：截止2021年，我国新能源并网装机容量约占全球的32%，可以粗略推算国际市场规模约为300亿；

3.新兴市场：新兴市场集中在印度、巴西、越南等新能源政策较为明朗的国家，它们的新增市场规模约占全球新增市场的10%左右。

产品的应用领域：风电/光伏新能源场站；

产品的目标客户：快速调频模块的用户主要是电站运营企业和部分逆变器、变流器企业；加装快速调频模块逆变器的客户是电站投资企业、光伏EPC企业，和风机/光伏整机厂商。