近日，国国家发展和改革委员会发布2015年第31号公告《国家重点推广的低碳技术目录(第二批)》。据悉，《目录》(第二批)涉及煤炭、电力、建材、有色金属、石油石化、化工、机械、汽车、轻工、纺织、农业、林业等12个行业，涵盖新能源与可再生能源、燃料及原材料替代、工艺过程等非二氧化碳减排、碳捕集利用与封存、碳汇等领域，共29项国家重点推广的低碳技术。其中风电场、光伏电站集群控制技术及基于免蓄电池风光互补扬水灌溉技术均被列入该项目录。
文件显示如下：
风电场、光伏电站集群控制技术
一、技术名称:风电场、光伏电站集群控制技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:电力行业 新能源领域
四、该技术应用现状及产业化情况
我国规划 2020 年在甘肃、新疆、内蒙古、河北、吉林、江苏、山 东和黑龙江等地区建成九个千万千瓦级风电基地,其中部分地区同时 建设百万千瓦级光电基地,“规模化开发、集中并网”已成为我国可再 生能源开发利用的主要模式之一。风电场、光伏电站集群控制技术可 有效地平抑单一风场、光伏电站的随机性和波动性出力特性,形成规 模和外部调控特性与常规电厂相近的电源,具备灵活响应大电网调度 的能力,大幅度提高风电/光电的利用率。
目前,该技术已在甘肃酒泉 800 万千瓦风电场、300 万千瓦光伏 电站进行示范应用,共接入敦煌、酒泉等 5 个协调控制主站,瓜州、 玉门等 40 个控制子站,53 座风电场、18 座光伏电站、4 个火电厂, 厂站规模达到 120 个,每年可减少弃风、弃光发电量 5%左右,相当于 甘肃省每年增加发电量 10.4 亿 kWh,节约标准煤 33 万吨,减少碳排 放 78 万 tCO2。
五、技术内容
1. 技术原理
该技术通过配合大电网完成风-光-火-水协调调度、紧急控制,对 内协调控制各风电场、光伏电站、无功补偿设备等,采取集群内部的 在线有功控制、无功电压调整、运行优化和本地安全策略,进而提高 系统效率,减少弃风、弃光等现象发生。其应用主要基于以下几种研 究和技术:实时监测网络与数据支撑平台研究,联合功率预测及应用 支持系统研究,集群运行优化及安全稳定防线研究,风电场、光伏电 站集群控制策略研究,风/光电出力特性及建模验证和关键信息提取、 可视化与可扩展方面的关键技术等。
2. 关键技术
(1)基于测风测光网络和实时监测数据平台的风光电源的动态状 态估计技术
提出风光电源的动态状态估计方法,为风/光建模、联合功率预测 系统开发和风光集群在线控制提供基础数据支持;
(2)大型风电、光伏集群“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模技 术
提出大型风电、光伏集群“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模技 术,为分层集群控制奠定模型基础;
(3)大规模风光集群联合功率预测及其误差综合评估技术
提出大规模风光集群联合功率预测及其误差综合评估技术,为集
群控制系统提供关键决策依据;
(4)风电场、光伏电站集群有功、无功、安稳一体化控制技术
该技术通过集群方法实现内外分层协调控制,可有效提升网源协调能力。
六、主要技术指标
1.有功控制命令控制周期≤5min;新能源电站有功控制响应时间≤10s,控制偏差≤3MW;新能源电站申请更改有功出力计划的时间间 隔≤1min;
[pagebreak]2.电压控制命令控制周期≤5min;无功控制命令控制周期≤1min; 新能源电站电压控制响应时间≤120s,控制偏差≤0.5kV;
3.调度中心站安全稳定控制策略在线刷新周期≤5min;厂站端控制 装置本地整组动作时间≤30ms,系统整组动作时间≤100ms;
4.重要模拟量更新周期≤3s;开关量状态变化传送时间≤2s;场站 侧命令执行时间≤1s。
七、技术鉴定情况
该技术已获得国内发明专利 12 项,获得实用新型 10 项目;软件 著作权 25 项;制定技术标准 20 项;出版专著 3 本。
八、典型用户及投资效益
典型用户:甘肃酒泉千万千瓦风电基地、百万千瓦光电基地等。
典型案例
案例名称:酒泉大规模风、光集群控制系统示范工程
建设规模:建成覆盖 800 万千瓦风电场、300 万千瓦光伏电站的新能源集群控制系统示范工程。建设条件:风、光集群控制系统示范 工程为四级控制体系,分别为调度中心站、控制主站、控制子站和执 行站,风电场、光伏电站升压站作为控制子站,各个风电场、光伏电 站作为执行站。主要建设内容:建设以测风塔、测光站为主的资源监 测网络,覆盖风电基地、光电基地的运行监测网络,集群控制系统调 度中心站、控制主站、控制子站、执行站的建设。主要设备为 44 座测风塔、18 座测光站,1 个调度中心站、5 个控制主站、40 个控制子站、75 个执行站。项目总投资 7880 万元,建设期为 36 个月。应用风电场、 光伏电站集群控制技术每年可减少弃风、弃光发电量 5%左右,产生年 经济效益 6.3 亿元,可节约标准煤 33 万 t,减少碳排放约 78 万 tCO2, 碳减排成本约 100 元/tCO2。
九、推广前景和减排潜力
随着我国新能源发展战略的持续推进,在今后一段时期内我国大 规模风电基地、光电基地的建设还会保持高速发展态势,风电场、光 伏电站集群控制系统将具有广阔的发展空间和推进应用前景。预计未 来 5 年,该技术可推广应用 30 套,包括 10 套中心站和约 1000 套厂站 端装备,年可以减少弃风、弃光电量约 63 亿 kWh,可减少碳排放 468 万 tCO2。
一、技术名称：基于免蓄电池风光互补扬水灌溉技术
二、技术类别：零碳技术
三、所属领域及适用范围：农业灌溉、养殖业水循环
四、该技术应用现状及产业化情况
我国丘陵山地面积约占全国总面积的55%，丘陵山地作物的灌溉用水往往需要从低处扬提。采用传统电网输电驱动水泵提水，不仅受制于电网线路铺设，同时耗电量大。该技术的核心是将风光互补的能量直接用于扬水，而无需传统风能太阳能利用中的蓄电池蓄能环节，不但节能更节约灌溉成本，也降低维护费用和设备故障率。同时，该技术采用先进的通讯和控制技术将有限的灌溉水用在作物生长发育的关键期，起到节水且保障作物产量和品质的作用。目前，该技术分别在福建省不同地区的3个山地茶园、1个山地果园和1个山地蔬菜种植基地应用，合计应用总面积达2.3万亩。
五、技术内容
1. 技术原理
太阳能光伏电池阵列的输出直接连接到风光互补控制器的输入端，风力发电机组的输出连接到风光互补控制器的输入端。若太阳能光伏电池阵列的输出电流大于或等于第一电流阈值，第一IGBT管(VT1)导通，太阳能光伏电池阵列的输出电压全部加到输出电感(L)上，实现输出供电电压;若风力发电机组的输出电流大于或等于第二电流阈值，第二IGBT管(VT2)导通，风力发电机组的输出电压全部加到输出电感(L)上，实现输出供电电压;当太阳能光伏电池阵列与风力发电机组的输出电流均分别大于对应的预设阈值时，两者并网输出。输出电压直接控制直流或交流水泵，进行扬水并积蓄于高处的蓄水池。高处蓄水池的水经自压管道输送到各灌溉分区的电磁阀。电磁阀的开启或关闭由太阳能供电的灌溉控制系统控制，控制信息来自作物调亏灌溉需求，使灌溉水适时适量用在作物生长发育的关键期。
2. 关键技术
(1)免蓄电池的风光互补扬水技术
太阳能和风能互补直接用于高扬程扬水，且无需蓄电池，提高能量的利用效率，显著降低太阳能与风能的利用成本;
(2)农作物调亏灌溉技术
农作物调亏灌溉，为作物的生长发育适时适量供水，既保障作物的产量和品质，也节约灌溉用水;
(3)太阳能作物灌溉自动控制技术
太阳能供电的作物灌溉自动控制技术，灌溉信息通过短信方式推送到用户手机，便于用户及时了解灌溉情况。
