國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)中心

2010年1月6日，國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)中心(以下簡稱研發(fā)中心)獲國家能源局授牌正式成立，成為首批國家能源研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心之一。研發(fā)中心依托中國電力科學(xué)研究院建設(shè)，主要開展風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)劃仿真技術(shù)、風(fēng)電功率預(yù)測及數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技術(shù)、風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度和運(yùn)行控制技術(shù)等風(fēng)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究和風(fēng)電機(jī)組試驗(yàn)檢測工作，建立完善的風(fēng)電試驗(yàn)檢測能力,并建成世界規(guī)模最大、功能最全、檢測手段先進(jìn)靈活的國家風(fēng)電試驗(yàn)基地。

在研發(fā)平臺建設(shè)方面，一是配置有包括電力系統(tǒng)分析、風(fēng)電場規(guī)劃設(shè)計(jì)和風(fēng)能資源評價軟件等多種研究工具；研究和建立了多時間尺度風(fēng)電仿真分析研究平臺；研究并建立了國內(nèi)首個專門用于風(fēng)電/光伏功率預(yù)測的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)運(yùn)行中心。二是開發(fā)了國內(nèi)首套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)軟件平臺和國內(nèi)首套“風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度計(jì)劃系統(tǒng)”。集成開發(fā)了風(fēng)電機(jī)組各項(xiàng)特性檢測測試系統(tǒng)；建成國內(nèi)第一個風(fēng)電機(jī)組檢測中心質(zhì)量管理體系和國內(nèi)唯一具備全部風(fēng)電機(jī)組特性檢測與評估能力的風(fēng)電檢測機(jī)構(gòu)，并獲得了國內(nèi)首個風(fēng)電機(jī)組檢測方面的CNAS國際互認(rèn)可資質(zhì)和計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)。三是建成了具有世界先進(jìn)水平的風(fēng)電試驗(yàn)基地，具備完善的風(fēng)電檢測能力。成功研制安裝了關(guān)鍵測試設(shè)備——固定式電壓跌落發(fā)生裝置和電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置；基地建設(shè)了30個測試機(jī)位，通過基地獨(dú)特設(shè)計(jì)的集電系統(tǒng)，可以高效的開展風(fēng)電機(jī)組測試；基于IEC61850-9-2通訊協(xié)議，研制了高速海量數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，采樣頻率高達(dá)20kHz，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果的快速記錄和分析。

研發(fā)中心成立以來，積極開展科研開發(fā)和科技創(chuàng)新，目前已取得了重要進(jìn)展。一是在風(fēng)電并網(wǎng)仿真與分析研究方面，研發(fā)中心研發(fā)了基于電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬的并網(wǎng)風(fēng)電規(guī)劃方法和基于風(fēng)電機(jī)組通用模型的大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的分析評估方法，構(gòu)建了可用于電力系統(tǒng)靜態(tài)及暫態(tài)分析并能準(zhǔn)確模擬LVRT能力的風(fēng)電機(jī)組模型，以及接入大規(guī)模風(fēng)電的區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定性仿真分析體系。二是在風(fēng)電功率預(yù)測技術(shù)方面，研發(fā)中心建立了數(shù)值天氣預(yù)測降尺度研究和計(jì)算能力，對不同數(shù)值天氣預(yù)測降尺度模式進(jìn)行研究；開展了風(fēng)電功率預(yù)測物理模型研究，針對不同區(qū)域的地形特點(diǎn)，開展了基于不同方法的物理預(yù)測模型的研究工作。研究了風(fēng)電功率預(yù)測的理論與方法，提出多種預(yù)測模型及其組合，并給出了模型的選擇方法和原則；開發(fā)了國內(nèi)首套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在全國14個電力調(diào)度中心及130多個風(fēng)電場投入運(yùn)行，預(yù)測總?cè)萘砍^3000萬千瓦，居世界首位，預(yù)測精度達(dá)到國際先進(jìn)水平。三是在新能源優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行技術(shù)研究方面，研發(fā)中心研究了基于風(fēng)電功率預(yù)測的常規(guī)電源優(yōu)化啟停技術(shù)、風(fēng)電接納能力評估技術(shù)、風(fēng)電與常規(guī)電源的協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、風(fēng)電出力受限期間的優(yōu)化分配技術(shù)，并研發(fā)相應(yīng)的風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度計(jì)劃系統(tǒng)，解決了目前風(fēng)電出力不能科學(xué)納入電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃、火電運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差、風(fēng)電利用率低的問題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與火電的安全經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行，提高電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行水平。四是在風(fēng)電試驗(yàn)檢測能力建設(shè)方面，研發(fā)中心研究了風(fēng)電機(jī)組功率特性、電能質(zhì)量和功率控制、噪聲、載荷、低電壓穿越以及電網(wǎng)適應(yīng)性檢測技術(shù)；研究了各類型測試的數(shù)據(jù)處理和評價方法；研究開發(fā)了8大類移動式風(fēng)電檢測系統(tǒng)50余套；研發(fā)了首套電壓等級最高，容量最大、體積最小的移動式風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越測試系統(tǒng)，以及風(fēng)電場并網(wǎng)特性檢測系統(tǒng)。五是在風(fēng)電試驗(yàn)基地建設(shè)方面，研發(fā)中心首次提出了集風(fēng)電機(jī)組通用基礎(chǔ)、切換靈活的集電系統(tǒng)和高兼容性的高速海量數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)于一體的風(fēng)電試驗(yàn)基地設(shè)計(jì)方案，建成了世界上規(guī)模最大的風(fēng)電試驗(yàn)基地，可以為30臺風(fēng)電機(jī)組不間斷開展機(jī)械特性和電氣特性測試，實(shí)現(xiàn)了高效、靈活的風(fēng)電試驗(yàn)檢測。目前，中心已為全球50多個風(fēng)電機(jī)組制造商開展150余項(xiàng)移動式風(fēng)電測試項(xiàng)目。

研發(fā)中心的人才隊(duì)伍建設(shè)、資質(zhì)認(rèn)證和交流合作工作也取得了顯著成績。在人才隊(duì)伍建設(shè)方面，研發(fā)中心根據(jù)“開放、流動、聯(lián)合”的原則，緊密結(jié)合我國電力系統(tǒng)所面臨的技術(shù)復(fù)雜性問題，采取學(xué)歷培訓(xùn)、人才引進(jìn)與建立開放式的實(shí)驗(yàn)室等方式進(jìn)行人才培養(yǎng)，并通過組織學(xué)術(shù)交流和專業(yè)培訓(xùn)等多種形式，培養(yǎng)了一批專業(yè)技術(shù)人才，提升了國際知名度和影響力，提高風(fēng)電并網(wǎng)研究能力和試驗(yàn)檢測能力，為促進(jìn)我國風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)健康發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。在資質(zhì)認(rèn)證方面，研發(fā)中心于2011年通過CNAS組織的復(fù)評審，獲得了風(fēng)電機(jī)組載荷測試和低電壓穿越測試的認(rèn)可資質(zhì)并通過中國國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會（CNCA）評審，獲得了計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)（CMA）。目前研發(fā)中心已獲得風(fēng)電機(jī)組型式認(rèn)證檢測、風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)特性檢測全部項(xiàng)目資質(zhì)，可依據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)和國家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成8大類、共計(jì)45個參數(shù)的測試。在交流合作方面，中心自成立以來承擔(dān)了包括中國可再生能源規(guī)?；l(fā)展項(xiàng)目（CRESP）一期項(xiàng)目中建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組檢測中心、風(fēng)電場運(yùn)行情況后期評估、制訂風(fēng)電場輸出功率和電壓特性測試規(guī)范和短期風(fēng)功率預(yù)測等四個子項(xiàng)目，中德合作“風(fēng)電研究與培訓(xùn)”、“風(fēng)能環(huán)境研究與培訓(xùn)中心”項(xiàng)目，中丹風(fēng)能發(fā)展項(xiàng)目以及可再生能源與能源效率伙伴關(guān)系計(jì)劃——“智能電網(wǎng)中促進(jìn)可再生能源接入的輔助服務(wù)機(jī)制及標(biāo)準(zhǔn)體系研究”等多項(xiàng)國際合作項(xiàng)目。為滿足我國風(fēng)機(jī)制造行業(yè)檢測認(rèn)證國際化的業(yè)務(wù)需求，研發(fā)中心還與國際知名檢測及認(rèn)證機(jī)構(gòu)WINDTEST、WindGuard等國內(nèi)外風(fēng)電檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)開展了廣泛的技術(shù)合作，共同組織開展技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)研討會和共同開展檢測項(xiàng)目等。2011年，中心承建單位中國電科院與世界知名風(fēng)電認(rèn)證機(jī)構(gòu)DNV KEMA簽署合作意向書，就風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場和其他新能源發(fā)電等領(lǐng)域進(jìn)行深入技術(shù)合作達(dá)成共識。

研發(fā)中心將按照《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》的發(fā)展目標(biāo)和任務(wù)要求，深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，以“重大技術(shù)研究、重大技術(shù)裝備、重大示范工程及技術(shù)創(chuàng)新平臺”四位一體的國家能源科技創(chuàng)新體系為指導(dǎo)，進(jìn)一步完成以下任務(wù)：一是將著力提高風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行的安全性和提升電力系統(tǒng)接納風(fēng)力發(fā)電的能力，進(jìn)一步加強(qiáng)風(fēng)電建模仿真技術(shù)、風(fēng)電功率預(yù)測與調(diào)度運(yùn)行技術(shù)、風(fēng)電并網(wǎng)檢測技術(shù)、分布式風(fēng)電規(guī)劃運(yùn)行與協(xié)調(diào)控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)研究。二是拓展數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的全景化應(yīng)用，適用于高海拔與海洋等特殊地區(qū)的風(fēng)電檢測裝置研制，海上風(fēng)電測試方法和測試技術(shù)研究，風(fēng)力發(fā)電實(shí)時建模與參數(shù)辨識等基礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)的研究與部署。三是通過在風(fēng)力發(fā)電及接入技術(shù)領(lǐng)域的理論和技術(shù)研究，不斷提高風(fēng)能資源評估和發(fā)電規(guī)劃能力，有力支撐電網(wǎng)送出方案的制定，有效提升風(fēng)電場功率預(yù)測、功率控制等功能水平，不斷提高電網(wǎng)消納能力，減少棄風(fēng)，提高風(fēng)能利用率，增強(qiáng)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的資源優(yōu)化配置利用率和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，促進(jìn)我國風(fēng)力發(fā)電的積極健康發(fā)展。