学科专业评审组:动力电气组
项目名称:基于风电场功率控制的风力发电一次调频功能实现方法
提名单位: 国网陕西省电力有限公司
提名等级:二等奖
提名单位意见: 该项目是支撑新型电力系统建设的重大课题,旨在对新能源场站增加一次调频功能,实现对电网频率的主动支撑,并通过西北电网新能源场站的大量示范应用和优化提升,在电力行业标准及国家标准中增加新能源一次调频技术要求及试验规范并使得我国并网新能源场站一次调频相关技术要求及实际性能处于国际领先水平促进我国以新能源为主体的新型电力系统建设。专利成果已开发了风力发电一次调频测试仿真系统和光伏发电功率调频综合协调运行综合控制系统,并在华能定边沈口子风电场和华能陕西靖边龙洲光伏电站进行了示范应用。成果已在西北电网内600多个新能源场站大量推广应用,提升了西北电网新能源一次调频能力,制定了西北电网新能源一次调频技术要求及试验方案,相关技术要求进一步已写入到新能源一次调频国家标准中。 该成果的应用降低了传统电源的一次调频容量预留,提高了新能源的发电出力,减少了新能源的弃风弃光率,增加新能源的发电量。研究成果显著提高系统支撑能力,保障了清洁能源消纳、同时有效减少电能损耗、节约社会投资成本。
项目简介:

客观评价:
应用情况和效益:
主要知识产权和标准规范等目录:


主要完成人:
  1. 姓名:孙骁强
    排名:1
    行政职务:党委办公室主任
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:国家电网有限公司西北分部
    对本项目技术创造性贡献:提出专利的整体设计思路,制定研发路线,主持专利的申请、成果推广应用等工作。在新能源调功调频技术方面提出了在风电场有功功率控制装置中引入下垂频率调节控制策略,使整个风电场具备类似同步发电机的一次调频能力,而无需对单台机组进行改造或增设储能设备大幅降低了技术难度和成本。实现了技术研发验证及系统开发,并协调开展了示范应用。
    曾获国家科技奖励情况:2024年11月,中国电力规划设计协会电力行业优秀工程咨询成果三等奖;2024年10月,2024年度电力创新奖职工成果一等奖;2024年7月,发明创业奖成果奖二等奖;2023年12月,中电联电力科技创新奖二等奖、中国电力企业联合会电力职工技术创新奖二等奖;2023年11月,中国电力发展促进会科学技术奖二等奖、中国电力规划设计协会电力行业优秀工程咨询成果一等奖、中国电力规划设计协会电力行业优秀工程咨询成果二等奖
  2. 姓名:程松
    排名:2
    行政职务:调度控制中心电力通信处处长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:国家电网有限公司西北分部
    对本项目技术创造性贡献:通过精确的数学建模(如频率死区、调差率等参数设计)和动态功率分配算法,实现了电网频率越限时风电场功率的快速响应与调节,确保调节效果满足电网需求。提出风电场功率的下垂频率调节控制策略,并参与项目的论证、实施方案。
    曾获国家科技奖励情况:2021年12月,陕西省科学技术进步三等奖,陕西省人民政府; 2025年1月,优秀技术创新成果奖三等奖,中国能源化学地质工会全国委员会
  3. 姓名:刘鑫
    排名:3
    行政职务:京交六部副主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:国家电网有限公司西北分部
    对本项目技术创造性贡献:优化专利内容和一次调频计算方法,参与了风电机组功率分配算法的开发,确保新的功率目标值能高效分配至各机组,在新能源调功调频技术方面提出了创新算法。并参与风电仿真-次调频测控系统和调功调频综合协同控制系统成果产品应用推广。
    曾获国家科技奖励情况:2021年6月,宁夏回族自治区2020年科学技术重大贡献奖(特等奖),宁夏回族自治区科学技术厅 2021年12月,陕西省科学技术进步二等奖,陕西省科学技术厅
  4. 姓名:马晓伟
    排名:4
    行政职务:国网西北分部副总师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:国家电网有限公司西北分部
    对本项目技术创造性贡献:项目核心骨干,在新能源调功调频技术方面提出了创新算法,实现了技术研发验证及系统开发,并协调开展了示范应用,并参与项目的论证、实施方案。
    曾获国家科技奖励情况:2021年6月,宁夏回族自治区2020年科学技术重大贡献奖(特等奖),宁夏回族自治区科学技术厅 2021年12月,陕西省科学技术进步二等奖,陕西省科学技术厅 2021年12月,中国电力科技创新奖一等奖,中国电力企业联合会 2019年12月,中国安全科技进步奖二等奖, 中国安全生产协会 2022年3月,能源创新一等奖,中国能源研究会
  5. 姓名:褚云龙
    排名:5
    行政职务:电网技术支持中心副主任
    技术职称:教授级高工
    工作单位:国家电网有限公司西北分部
    对本项目技术创造性贡献:项目核心骨干,在新能源调功调频技术方面提出了创新算法,实现了技术研发验证及系统开发,并协调开展了示范应用,并参与项目的论证、实施方案。
    曾获国家科技奖励情况:2021年陕西省科学技术进步奖二等奖,高比例新能源送端大电网多级协同控制关键技术研究与应用。排名2/9,编号20214666
  6. 姓名:李华
    排名:6
    行政职务:省公司首席技能专家
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:国网陕西省电力有限公司电力科学研究院
    对本项目技术创造性贡献:在新能源一次调频仿真和调功调频技术方面提出了创新算法,对专利内容和一次调频计算方法进行了优化,在风电场进行了落地应用和协助场站控制控制系统的改造,进行了一次调频性能实测,验证了专利方法的可行性,实现了技术研发及系统开发,并参与风电仿真一次调频测控系统和调功调频综合协同控制系统成果产品应用推广。
    曾获国家科技奖励情况:2016年发电机组一次调频试验方法及试验用测试仿真仪专利获中国专利奖(排名1/2);2017年送端大电网频率特性分析测试技术研究及示范工程等项目获陕西省科学技术奖二等奖(4/9)、国家电网公司技术发明奖二等奖(排名第1)、中国电力技术发明奖三等奖(排名第1);2022年光伏电站电网支撑能力提升关键技术及应用获陕西省科学技术奖二等奖(2/9);2023年获中国可再生能源协会科学技术人物奖。
  7. 姓名:吴子豪
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:国网陕西省电力有限公司电力科学研究院
    对本项目技术创造性贡献:提出实时监测并网运行集中接入的风电场频率,当电网频率超过设定的一次调频死区后根据控制策略计算一次调频动作后风电场功率给定目标值的计算方法,并参与风电仿真一次调频测控系统和调功调频综合协同控制系统成果产品应用推广。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:国家电网有限公司西北分部
    单位贡献:创新性的提出了风电场场站级一次调频控制的构想,负责项目的组织、研发、计算分析,提出专利的整体设计思路,制定研发路线,主持专利的申请、成果推广应用等工作。推动风电场及安装一次调频测控系统的风电场一次调频功能改造试点工作,通过多个场站、多个风机类型和厂家进行试点应用,取得了预期的效果,在此基础上进一步制定了相关技术要求和试验方案,在西北电网区域内进行推广应用,分阶段完成西北电网内新能源一次调频功能的部署和试验验证,使新能源具备一次调频功能,提升了西北电网一次调频能力,提高了系统抗风险的能力。

  2. 单位名称:国网陕西省电力有限公司电力科学研究院
    单位贡献: 主要负责相关关键技术攻关及平台和装置研发,对专利内容和一次调频计算方法进行优化,重点对专利技术方案和调频控制算法进行了多维度优化创新,通过建立精确的风机动态模型,研发了基于自适应控制策略的一次调频计算方法,显著提升了风电机组的频率响应能力。在风电场进行了落地应用和协助场站控制系统的改造,进行了一次调频性能实测,验证了专利方法的可行性,实现了技术研发验证及系统开发,并将专利技术进行了推广和应用。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处