风电机组的虚拟惯量及一次调频控制方法

1. 痛点问题

目前，新能源场站不具备快速电网频率调节能力，随着新能源装机容量的增加，电网的频率稳定将面临严峻挑战，严重情况下会导致新能源机组限制出力，甚至大面积脱网，影响发电效率和电网安全。

新能源大规模并网时，电网运营商只对场站级特性提出明确要求。尽管新能源装备在装机前需通过严格的涉网型式实验，但该实验仅针对单机实施，多机之间缺乏协同，无法保证场站性能。新能源场站内的运行维护通常由新能源业主负责，然而受限于其技术水平，当前新能源场站的运行方式较为粗放，场站级控制仅根据调度要求完成功率指令下发等功能，多机组之间缺乏有效协同。在实际运行过程中，未有效挖掘多机协同潜力，导致效率难以进一步提升，且由于多机之间的相互干扰而时常发生非故障脱网现象。

2. 解决方案

基于新能源场站级和设备级调频模块，构建新能源多机智能化功率协同控制系统，采用集中式协同-分布式自主的控制方式实现新能源场站的快速调频控制，使新能源场站满足电网的调频要求，提高供电可靠性和发电效率。

合作需求

产品的应用领域：风电/光伏新能源场站；

产品的目标客户：快速调频模块的用户主要是电站运营企业和部分逆变器、变流器企业；加装快速调频模块逆变器的客户是电站投资企业、光伏EPC企业，和风机/光伏整机厂商。

公司拟通过股东支持开发新能源电站示范项目，一方面示范产品，一方面获利补充公司运营资金；公司核心产品获得批量运行和推广后，可以获得盈余资金，同步进行募资，快速扩大公司规模和市场份额。

本专利技术产品的主要竞争对手是国电南瑞公司，他们开发了风电/光伏快速调频设备，目前处于示范运行阶段，与专利技术不同，其技术路线主要采用改造现有场站的通讯和控制模式，以提高控制速度，并不涉及底层设备的调频控制和多设备之间的协同控制，因而其调频控制效果不能保证、改造成本较高、功能受限。

此外，新能源装备制造企业（如阳光电源、金风科技等）也会推进相似技术的研发，通过在所生产装备中增加调频模块，实现快速调频。但是这种方式需要捆绑其装备，在新开发的新能源场站有较好的推广前景。但一方面，我国新能源大规模开发已逾10余年，大量新能源机组进入运维和退休期，上述方案在应用于早期新能源装备时成本过高，难以推广；另一方面，目前新能源装备制造企业的相关技术仅针对单机进行改造，并不具备多机快速协同功能，本项目团队技术具有明显优势，已在国内部分光伏/风电场站得到应用验证，技术成熟度较高，具有明显技术和成本优势。

国内市场：截止2021年，我国光伏并网装机容量为3.06亿千瓦，风电并网装机容量为3.3亿千瓦。根据目前的实际应用情况，光伏场站按照每MW场站安装1台快速调频设备计算，风电场按照每5MW场站安装1台快速调频设备计算，当前我国新能源快速调频设备需求量为37.2万台。考虑到我国双碳目标要求新能源装机在现有基础上翻一番，未来新能源快速调频设备需求量为74.4万台。粗略计算，市场规模约为100亿。

国际市场：截止2021年，我国新能源并网装机容量约占全球的32%，可以粗略推算国际市场规模约为300亿。

新兴市场：新兴市场集中在印度、巴西、越南等新能源政策较为明朗的国家，它们的新增市场规模约占全球新增市场的10%左右。