通过改装实现低电压穿越-早期进行的研发测试

ForschungsgemeinschaftfürElektrischeAnlagenundStromwirtschafte.V.IntegratedProductDevelopment集成化产品开发LVRTComplianceThroughTailor–MadeEarlyR&DTesting通过改装实现低电压穿越-早期进行的研发测试LVRTWorkshop,Beijing,January6,2009低电压穿越研讨会，北京，2009年1月6日Univ.-Prof.Dr.-Ing.ArminSchnettlerDirectorofFGHe.V.,FGHTestSystemsGmbHandDirectorofInstituteforHighVoltageTechnologyatRWTHAachenUniversity1Agenda议程TrendsinFutureEnergySystems未来能源系统的发展趋势Motivation&SystemRequirements动机与系统要求ApplicationofIntegratedProductDevelopment(IPD)onWindEnergyTurbines集成产品开发(IPD)在风电机组中的应用Keysuccessfactors成功的关键因素LVRTtestprocedure低电压穿越测试程序Lessonslearned经验教训2Strongincreaseofinstalledvolatilepowergeneration可再生能源发电装机容量增长迅速Windenergieplaysdominantrole(mainlyin110kV+)[252GWinstall.power2030|EU-25*]风力发电发挥主导作用(主要接入110kV+)[欧盟25国|2030年计划装机容量为252GW]PVundSolarthermalpower(viaUHVandDC-links)[40GWinstall.power2030;EU-25*;40GW(2030)resp.100GW(2050)install.PowerconcentratedsolarpowerSolarstrom(CSP)inMENA**]光伏发电与太阳能热电站(通过超高压及直流连结)[欧盟25国|2030年及2050年的计划装机容量分别为为40GW和100GW。能量集中在MENA**的太阳能发电(CSP)]Increaseoflongdistancetransmissionduetoincreasedenergytrading鉴于能源交易增多，长距离输电将随之增多*“Combinedhighrenewablesandefficiency”case,EuropeanEnergyandTransport,EU2006;**TRANS-CSP,DLR2006FutureEnergySystems–globaltrends未来能源系统-全球发展趋势3(significant)increaseofdispersedgenerationand“active”loads(withconsumer/generatorcharacteristic);partlyvolatile–PCCtypicallyindistributionnetworks(below110kV),however,withinterferenceonoverlaynetworks分布式发电及“有功”负载(具有用户/发电机特点)(显著)增长;公共连接点–特别是在配电网(110kV以下)中部分不稳定,对上层电网造成干扰Combinedheat/powerunits(CHP)热电联产Heatingpumpsystems暖气热泵系统Electricandplug-inhybridmobility电力混合交通设备Significantreductionoflocalheating/coldconsumption局部供暖/制冷消耗显著降低duetoincreasedenergyefficiency能源利用效率提高substitutionoflocalgasfiredheatingsystemsbyheatpumpsandCHPresp.Longdistanceheatingsystems当地燃气供暖系统由暖气热泵和热电联产装置/长距离供暖系统分别代替FutureEnergySystems–globaltrends未来能源系统-全球发展趋势4Todaysinfrastructuredoesnotmatchrequirementsforfutureenergysystems现有基础设施无法满足未来能源系统的要求Operationofpowersystemsclosetostabilitylimits,e.g.电力系统运行在稳定边界附近，比如“E.ONBrown-Out”onNov.4,20062006年11月4日“E.ON电网大停电”Powersysteminterharmonicsandde-couplingofDanishsystemonMay2,20072007年5月2日电力系统共振，丹麦电网解列Currentlyadaptionofpowersystemsunderdevelopmentbasedon目前开发的电力系统调控系统主要基于Powersystemsecurityandpowersystemquality&acceptablecosts电网安全和供电质量及合理的成本Differentgenerationpattern(unknownlocationsofnewpowerplants)不同的发电模式(新建电厂位置未知)Existingpowersystemcomponentsandnewtechnologies现有电力系统设备和新技术FutureEnergySystems–consequences未来能源系统–结果5IntegratedSystemsApproachrequired集成系统的方法要求Considering考虑totalenergydemand(electricity,heat,cold,processheat…)总能量需求(电力、取暖、制冷、供热...)Powergenerationplants发电厂Powersystemoperation(normal,failuremodes)电力系统运行(正常、故障模式)Mobility(especiallyeMobility)灵活性（特别是无线通信灵活性）FutureEnergySystems–consequences未来能源系统–结果6Agenda议程TrendsinFutureEnergySystems未来能源系统的发展趋势Motivation&SystemRequirements动机与系统要求ApplicationofIntegratedProductDevelopment(IPD)onWindEnergyTurbines集成产品开发(IPD)在风电机组中的应用Keysuccessfactors成功的关键因素LVRTtestprocedure低电压穿越测试程序Lessonslearned经验教训7MotivationforIntegratedProductDevelopment(IPD)开发集成化产品的动机GlobaltrendtowardsRenewableEnergySources(REN)全球可再生能源的发展趋势StrongincreaseinRENshare(regionallyevenexceedingpeakload)可再生能源所占比例增长迅速（某些区域甚至超过高峰负荷）Renewablegenerationoftenconnectedbypowerelectronics可再生能源发电常通过电力电子装置连接RENwillplayvitalroleforpowersystemsecurityandavailability可再生能源对电力系统安全及可用性将扮演关键角色Transformationof“niceproduction”towards“bulkgeneration”由“好的产品”向“大量发电”转化Systemrequirementsimportantforpowersystemsafety电力系统安全这一系统要求很重要Sofar,indepthexperienceforsystemoperationwiththousandsofdispersedgenerationunitsnotexisting目前为止,尚没有包含大量分布式发电装置的系统运行实际经验Powersystemstability电力系统稳定性Operationinfaultyconditions故障条件下运行SystemsApproachRequired要求的系统解决方案8MotivationIPD–SystemapproachinGermany开发集成化产品的动机-德国系统解决方案EnergyStrategy能源战略RenewableEnergySourcesAct(EEG,latestversion2009)可再生能源法(EEG,2009年昀新版)PowerGridExpansionAct(2009)电网扩展法案(2009)Systemstudies系统研究DenasystemstudiesIandIIDena系统研究I和IITSOstudiesandexpertstudies输电系统运营商研究及专家研究Gridcodes并网导则TransmissionCode2007(andTSOpublishedgridcodes)输电导则2007（和输电系统运营商发布的并网导则）Mediumvoltagedirective2008中压电网规范20089Motivation–SystemapproachinGermany动机-德国系统解决方案EnergyStrategy能源战略RenewableEnergySourcesAct(EEG,latestversion2009)可再生能源法(EEG,2009年昀新版)Systemservicebonusfornewplants(until2014)0,5Ct/kWh新建电厂的系统服务津贴(至2014年)0.5Ct/kWhSystemservicebonusforexistingplants0,7Ct/kWh(5years)现有电厂的系统服务津贴0.7Ct/kWh(5年)PowerGridExpansionAct(2009)电网扩展法案(2009年)Streamliningoflicensingprocedure流线型许可程序Accelerationofupgradingexistingnetandinnovativetechnologies加速改造现有电网并鼓励技术创新Partialcablinginsensitiveareas在敏感地区部分铺设电缆10Motivation–SystemapproachinGermany动机-德国系统解决方案Systemstudies系统研究DenasystemstudiesIandIIDena系统研究I和IIDenaI–Windenergyintegrationstudyuntil2015,published2005DenaI–至2015年的风能并网研究(2005年出版)DenaIIpowersystemstudy2020+DenaII电力系统研究2020+11StructureofGermanTransmissionSystem德国输电网结构图TransmissionSystems输电网380/220kVDistributionSystems配电网110kVUnderlayingvoltagelevels110kV以下电压等级PowerLines供电线路Intotal:approx.1,6Mill.Km总计：约为1600000km