新能源电力系统调频困境与一次调频技术落地实践

       以风电、光伏为主的新能源电站发展迅猛，截至2018年底，我国新能源发电装机达到3.6亿kW,占全国总装机容量的比重达到19%，超过水电。青海、甘肃、宁夏、河北、新疆等13个省份新能源占比超过20%，其中青海、甘肃超过40%。随着技术不断提升，新能源发电成本逐渐降低，以及化石燃料日趋枯竭，再加上对环境保护越来越重视，新能源发电占比越来越大是大势所趋。预计2020年底，全国新能源发电装机容量将达到4.9亿kW，2030年底，将达到10.8亿kW。

        随着风电、光伏电站发电机组渗透率的不断增加，大规模新能源场站集中接入对电力系统的安全、稳定和高效运行带来了新的挑战。在电网实际运行中，当电力系统中有功消耗与供给不匹配时，通常可以与通过发电机组调节系统的自身频率修正电网频率的波动，风电、光伏电站发电机组通常采用电力电子变换器并网，并网变换器响应速度快，不具备维持系统安全稳定运行所需的惯性和阻尼。当大规模的新能源机组并入电网后，系统总转动惯量相对下降，从而影响到系统的快速频率响应速度，促使电网的稳定性大大降低。目前，风电、光伏电站的调节速度缓慢，在电力系统受扰处于紧急状态时，风电、光伏发电发挥不了应有作用，再加上风电、光伏发电存在的时段性和间歇性，需要进行优化升级，充分发挥光伏的优势，弥补劣势，使光伏电站满足快速频率响应的要求。