水风光多能互补运行与控制技术

1、主要功能

电和光伏发电受天气影响比较大，由于季节、昼夜、天气等因素的变化，具有随机性、间歇性和周期性的特点，大容量并网风电和光伏电站由于其不确定性对电网的安全稳定运行带来很大的影响，严重影响风光电源电能送出和消纳。结合水力发电开停机操作灵活方便、负荷调节快、调节范围大等优点，提出水电、风电与光电联合运行，利用水电资源丰富、调节性能好的特点对风电和光伏发电进行补偿，大大减弱风电和光伏发电对电网运行的不利影响。

2、先进性

首次设计了水风光互补协调控制系统结构配置模式，研究将风电和光伏电站视为水电站的“虚拟水电机组”，根据风电场和光伏电站资源特点和风光能源天然互补特点，基于小波分析的BP神经网络预测模型对风电场和光伏电站精确预测，采用统计方法修正预报值，提高预报精度，大大提高电网消纳能力。根据风电和光伏电站随机波动特点，研制出一套水电站AGC和AVC自学习自适应调节算法软件，既可快速实现“削峰填谷”，又可减少机组磨损。考虑电网和流域管理部门要求，结合电站水风光资源特点，研制一套制作水风光发电计划软件。该项技术成果在水风光自动发电控制、水风光自动电压控制、发电计划制作和自动考核软件等方面拥有自主知识产权，具有推广价值，标志着我国水风光多能互补技术已居国际领先水平。该系统为类似项目的实施提供了宝贵的经验。

3、技术指标

（1）多能互补控制有效性。在世界上规模最大的水光示范龙羊峡水光互补电站实现应用，得到电力调度部门认可，西北电网调度认为龙羊峡水光互补电站可提供类似水电站一样的优质电。

（2）截止2017年底，电站累计接受太阳能辐照量1.9万兆焦，完成发电量45.97亿千瓦时，按照龙羊峡每度电耗水3.4立方米测算，相当于龙羊峡水电站水库存水156.98亿立方米，电站年发电量高于设计值6.25%，每年多发电量0.6亿千瓦时，创收5000余万元。。

4、主要应用领域

该项技术成果可广泛应用于水电和风电互补发电、水电和光伏电站互补发电和水风光电站互补发电。

5、应用案例

已成功应用于龙羊峡850MWp水光互补并网光伏电站项目中，实现了水电站和光伏电站互补协调运行。项目设计理念在赞比亚电力公司、加纳是布韦电力公司得到了应用，国家电投云南国际电力投资有限公司正在组织实施云南楚雄风、水、光互补集控项目。

龙羊峡水光互补示意图

龙羊峡水光出力曲线