低频减载新技术助力新能源发展

低频减载新技术助力新能源发展

随着新能源在电力系统中的占比不断增加，低频减载技术也在不断创新。最新的研究成果显示，一种基于频率变化率的多次加速减载的优化方法能够在新能源高占比系统中有效减少减载量，快速稳定系统频率。这种技术不仅提高了经济性，也增强了系统的适应性。通过仿真验证，这一优化方法展现出显著的优势，为推动新能源的发展提供了强有力的支持。

低频减载是电力系统中的重要安全措施，属于第三道防线。其主要作用是在电网频率因有功功率缺额而下降时，自动切除部分非重要负荷，以维持系统稳定运行并防止频率崩溃。传统的低频减载装置根据预设的频率阈值逐级启动，切除相应负荷。然而，随着新能源占比的不断增加，这种传统方法面临着新的挑战。

数据显示，今年6月，全国并网风电和太阳能发电合计装机11.8亿千瓦，首次超过煤电装机规模。截至2024年8月底，全国新能源装机占比已超过40%，据中国科学院预测，这一占比将在2060年超过80%。新能源主要通过电力电子装备并网，随着电力系统的电力电子化程度不断提高，在当前电网主配网、交直流、送受端耦合紧密的格局下，电力电子设备承受扰动冲击的能力差，故障传播速度快，影响范围广，局部单一元件继电保护异常就可能引发大面积停电、甚至频率失稳等严重后果。

针对新能源高占比系统的特点，研究者提出了一种基于频率变化率的低频减载新技术。这种技术通过监测频率变化率来快速响应系统扰动，能够在频率下降初期就采取措施，从而减少总的减载量。具体来说，新技术具有以下特点：

1. 快速响应：通过监测频率变化率，能够在频率下降初期就识别出系统扰动，比传统方法更早地启动减载措施。

2. 智能决策：利用先进的控制算法，能够根据系统状态动态调整减载策略，避免过度减载。

3. 分级控制：仍然保留了传统的分级减载机制，但每一级的动作阈值和减载量都经过优化，以适应新能源系统的特性。

以浙江电网为例，该电网新能源装机占比已超过30%，其中分布式光伏占比超过80%。在这样的高比例新能源系统中，基于频率变化率的低频减载技术展现出了显著的优势：

• 减载量减少：通过智能决策和快速响应，实际减载量比传统方法减少了20%以上。

• 频率恢复更快：新技术能够更快地将系统频率稳定在允许范围内，减少了频率波动时间。

• 系统适应性增强：在多种运行方式和故障场景下，新技术都表现出更好的适应性和稳定性。

随着新能源占比的进一步提高，低频减载技术将继续演进。未来的研究方向可能包括：

• 多源协同控制：结合储能系统、需求侧响应等资源，实现多源协同的频率控制。

• 智能化升级：利用人工智能和大数据技术，进一步优化减载策略，提高系统稳定性。

• 跨区域协调：在更大范围内实现低频减载的协调控制，提高整个电网的韧性。

低频减载新技术的出现，不仅解决了新能源高占比系统中的频率控制难题，也为未来电力系统的安全稳定运行提供了新的思路。随着技术的不断发展和完善，我们有理由相信，电力系统将能够更好地适应新能源的发展，为实现“双碳”目标提供坚实的技术支撑。