科创中国

行业领域

新能源产业

需求背景

（介绍技术需求背景情况，不超过1000字。） 近年来，为建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，我国的风、光等新能源得到长足发展；截止2020年底，风电、太阳能的总装机容量为***亿千瓦，占全国总装机容量的***%，发电量占全国总发电量的***%。在国家“3060双碳目标”的引领下，到2030年，全国风电、太阳能的总装机容量要超过12亿千瓦，总发电量占比将达到20%。风、光等大规模新能源场站持续快速建成并网，高比例新能源的电力系统将从局部地区逐渐向全国发展。 由于风电、光伏等新能源发电资源的间歇性和波动性、发电设备的低抗扰性和弱支撑性，随着新能源大规模接入，电力系统转动惯量降低、调频能力下降、系统越限风险增加，在新能源的高效消纳和电网的安全稳定运行等方面面临巨大挑战。 电力系统对风电、光伏等新能源场站的调节能力提出了更高的要求，当前，新能源场站功率控制系统存在架构复杂、控制效率低下，对电网主动支撑能力缺失，稳态控制策略智能化低、经济性差等问题，严重影响了新能源场站调节能力的最大化发挥。  

需解决的主要技术难题

（详细说明当前需要解决的技术难题。不超过1000字。） 当前在现场运行的大多数新能源场站，涉及功率控制的部分包含了AGC（自动发电控制）、AVC（自动电压控制）、EMS（能量管理系统）和SCADA等多套系统，这些系统多为不同厂家的产品。各系统在运行平台、通信协议、监控画面、模块功能等方面存在巨大差异，导致整个风场资源配置浪费、设备成本高，各系统之间的数据共享困难，运行可靠性差和控制效率低。此外，传统风电场站的功率控制系统在实现稳态功率跟踪的同时，缺少对电网频率变化的快速响应措施。这些都严重影响了风电场站对电网的调节能力和运行经济性的提升。

期望实现的主要技术目标

（详细说明技术需求预期达到的技术指标。不超过1000字。） 新能源场站稳态和快速功率控制系统的一体化集成理念，即面对电网频率、电压波动的不同范畴，风电场站参与的电网稳态功率调度和快速功率支撑，两种控制之间存在被控对象的一致性和控制算法的紧耦合性，使其在一体化系统上实现融合管控，更有利于控制的有效性、架构的简洁性和实施的经济性。在稳态功率控制方面，通过面向应用的软件纵向深化技术，基于国产化LINUX操作系统平台将场站AGC系统、AVC系统、EMS系统和SCADA等功能进行模块化封装和逻辑化串联，实现将多层级的新能源场站设备功能在统一支撑平台的集成。在快速功率控制方面，开发满足电网状态实时精准跟踪和ms级控制需求的嵌入式快速功率控制装置。  

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