#1Introduction to Variable Renewable Energy Integration in Inner Mongolia Power Grid Guo Qi Inner Mongolia Power Co.,LTD#2Main content 1 Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) 2 Our work on variable renewable energy Some issues in grid integration of 3 variable renewable energy#3Inner Mongolia Power Grid 720,000sq.km 13,800,000 people IMG#4Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) Total Capacity PV Hydro 2.8% Total Capacity: 1.3% Gas Wind Biomass 0.1% 48, 870MW 1.4% 23. 2% Coal 34, 789MW Wind 11, 346MW PV 1, 345MW " Gas 665MW Coal 71. 2% Hydro 659MW Biomass 66MW#5Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) Installed capacity of VRE ■By the end of October 2014, the capacity of integrated wind power in Inner Mongolia Grid reaches 11.35 GW, total 114 wind farms; the capacity of integrated PV in Inner Mongolia Grid reaches 1.35 GW, total 42 PV power plants; 1200 历年风电装机容量(单位:万千瓦) 1000 938.7 874.5 800 600 400 431.4 597.3 1115.3 1134.6 200 167.9 55.2 8.4 13.3 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014#6Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) Power generation ■The maximum power output of wind power is 7.70 GW, accounting for 32% of the day's maximum power output. ■The maximum on-grid daily output is 13.95 GWh, accounting for 25.5% of total daily on-grid power. The maximum power output of PV is 1.05 GW. In 2013, about 21,977 GWh of wind power is put on grid, accounting for 11.1% of total power. The percentage is expected to be around 20% in 2020. 1200 1000 800 600 400 200 0 (06:38:00, -2.00118) | 3月13日:系统站 全网太阳能发电P计算结果 (12:33:00, 1047.92) -200 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2#7Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) Wind generation per month (2012-2014) unit: 100MWh 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 о 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 2012 ☐ 2013 2014#8Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Wind curtailment & generation per day (2012-2013) Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec#9Main content 1 Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) 2 Our work on variable renewable energy Some issues in grid integration of 3 variable renewable energy#10Our work on variable renewable energy Extensive research on operation characteristics on large-scale wind power Solve the problem of wind information integration Establish the meteorological services for wind forecast Develop various wind power prediction software ■ Application of wind power AGC and AVC technologies Develop wind technology supporting system Research the dispatching model and wind power acceptance methods of large scale wind power#11Solve the problem of wind information integration Operation monitoring (grid connection status, wind speed and direction, spinning speed of generator, blade spinning speed, temperature, active power, reactive power, power factor and frequency), which is foundation for wind power prediction, control and statistics. Calibration of the absolute direction of wind 662160 245 MWh 正北方向 风机台数 并网风机 未并网风机 装机容量 功率总加 平均风速 平均溫度 累计发电量 134 132 100 50MW 11 36 MW 5.99 m/s 00 【单台风机监控 风机信息 风电场名称: -凤机控制 京能犛腦傷电场 启停控制: 凤机名称 GWO75001 8.00 m/s 101.00 kw 【GW075001 6.80 m/s 91.00 kw GW075002 6.50mm 98.00 k GW075003 风机类型 生产厂商 额定容量 风机状态 全鐵 $48/750 启动风机 金回 750 W 4.20 m/s 27.00 kW GW075017 5.00 m/s 18.00 kW GW075018 (0-360) 7.40 G075001 有功 167.00 GW075019 GW075001 18.000 CM075001 功率因数 0.990 GW075001 50.020 GYU75001 相电流(A) 78.000 GYO75001 相电流(A) 90.000 75.000 376.000 并网- 并网 实时数据|凤机状态编码| 数据项名條 GW075001 E GYO75001 发电机转速 GY075001 叶轮转速(RPM) C075001 新 停止风机 故障复位 00 m/s 00 kw 功率控制 '5008 数值 最大出力控制 8.000 1504.000 德航控制: 22.000 356.000 101.000 3.60 m/s 34.00 kW GW075083 6.20 m/s 58.00 kw GW075084 6.70 n 113.00 HK GW075085 GY075001 C相电流(A) GY075001 木相电压(V) CW075001 CH2/01 B相电压(V) GYO75001 C相电压(V) GYO75001 风机状态 CPO75001 发电量 手动偏航 左偏航 右偏航 停止偏航 自动偏航 00 m/s DO KW 5024 376.000 375.000 7.000 7 变关控制: 90 m/s 4000006.000 加速变案 减速变桨 00 kW 5033 5.20 m/s 64.00kw GW075042 7.00 m/s 126.00 kw GW075043 6.20 m/s 75.00 kw GW075044 6.00 m/s 97.00 kw GW075045 惱 8.00 m/s 173.00 kw GW075046 7.20 m/s 128.00 kw GW075047 6.00 m/s 78.00 kw GW075048 5.00 m/s 0.00 kw GW075049 机舱外壳 绝对风向角度 ·机舱偏航“0” 与正北方向夹 ☆目前上报的相 对风向角度 机舱偏航“0”度 时的机头方向 机头方向#12单位: MVW 单位:MW Develop various wind power prediction software Wind prediction of single wind farm, regional network and entire grid Ultra-short-term and mid-term wind power prediction 内蒙风区全网合计 7,000 5,000- 5.000- 3,000- 2.000 1,000- 7,000 0 2013-10-19 16:26 2013-10-22 00:00 6.000- 5.000- 4,000- 3.000- 2,000- 1.000- 2013-10-24 07:33 内蒙风区全网合计 2013-10-26 15.06 2013-10-20 22:40 wwwwww ° 2013-04-19 19:33 2013-04-22 03:06 2013-04-24 10:40 2013-04-26 10:13 功率总加 |- 风区超短期功率预测(MM5)预测值 @风区超短期功率预测(RUC)预测值 实时数据 预测数据 大气预报 大气预报修正] 功率总加 16 #风区短期功率预测(MM5)预测值 #风区短期功率预测(RUC)预测值 14 Yo 12 风速(m/s) 10 " 8 6 +2 18:00 06:00 18:00 06:00 18:00 06:#13Application of wind power AGC and AVC technologies 风 O Develop wind power automatic generation control system based on wind power and thermal power joint optimization HRAGMPIC HRASCRSPICI ANII <- 内蒙古电网风电有功控制系统 A 阿拉善縣市 巴彦淖尔 商岭山 包头 呼市 乌兰察布 汗和\要仓\团结㇏應統\前进。 20.01% 单位 场群 217.30 19:32 20/24.17 当前控制策略: 1.25% 力 MW www.ad 亚隆用户 注適用户 60- ACE: 35.91 A2: 443 ARK: 56.41 锡林郭勒 14.06 村 中广质 RIV hes 靠近 华能 中国火电汇通能京堂 北方辉鼻 包裹 な 1187.90/23.61 544.30 2030 1.99% AGCTA 牛叉庆 61:92% 3995.25/1008.13 25-236 O • 17506月 HURLAGCK BACHPIC (HACCEMBER PIC) 内蒙古风电AGC系统自动控制流程图 62.65 大唐 西山 卧中山 51.50 292 56 39.79 天上都\勢安图 1625.74/1173.34 39.79 工 20 2016.06-10 13:42 36 41.00 由用户 注地用户 2014年06月18日13时43分16秒 LARK G 系统状态:日版 ACE 00 CHATTHERRIA ACES TAL 全网风电出力:2257.95 POWE LARK&D ACK 第一代藍出LARR ACE EXTINY A208E A20: -2.38 ARR值:-52.45 风电上旋备: 111.25 火电下旋备:5109,90 【投自动风电上/下旋备: 0.0 0.0 火电最小下旋备: 2000.00 风电控制步长: 200.00 ° ACE 41.78 LARK G HAZAR-1780 2 S ARRO NO 20,00 ATRARY MARE ACER TE MARRIO AC ACEEPER MARRed 小虎负支领略 A2曲线 8分钟 ♡15分钟 23分钟 30分钟 时间 -60 MW 风电有功出力 8分钟 15分钟 23分钟 30分钟 时间 MWT 火电有功出力 FAIR 2014-06-18 13:43 16 215 8分钟 15分钟 23分钟 30分钟时间#14Application of wind power AGC and AVC technologies Wind farm AVC system 10 11:49:43 再绕电压高限 250.0 -9999.0 风电总览 汇集站 风区 发电集团 245.0 监视信息 固北变—— 红塔变— 望海变 「滦河变——元上都 明安图—— 兴广变 240.0 【灰腾梁 德岭山 <包北变 功率预测 「文更变 呼东郊 旗下营 汗海变 235.0 实际电压值 >万胜变 226.5 ◎乌素图 「旗台变! 、团结变 230.0 风电AGC 河套变 高新变 「德胜变/ 温都尔 「获各琦 可锁变 「塔拉变 225.0 「前进变 玉龙变 杜尔伯特 220.0 弃风监测 千里山 响沙湾 永圣域 丰泉变 巴彦乌拉 目标电压值 228.3 215.0 ↘库布其 210.0 风电AVC 布日都 √ 宁格儿 吉兰太 系统管理 AVC system 205.0 耳线电压低限 -9999.0 200.0 2011/02/10 2011/02/10 2011/02/10 2011/02/10 2011/02/10 2011/02/10 2011/02/10 01:00 04:00 07:00 10:00 13:00 16:00 19:00 2011/02/10011/02/ 22:00 01:00 Voltage tracing curve of AVC system#15Develop wind technology supporting system wind dispatch supporting system The system combines the functions of operation monitoring, wind power prediction, control and statistics. 内蒙古电网风电调度技术支持系统 2013年10月29日10 07-28秒 内蒙古电网风电调度技术支持系统 2013年10月29日10:07 145秒 风电总览 风区 地区 风电总览 达茂风区 风场数量 监视信息 达茂风区 实际出力 8吋 ˙投运容量 887.62 风场总数 功率预测 在线及场 白云鄂博风区 实际出力 -0.00 投运容量 94.50 风场慈戲 1 在线风场 四子王旗风区 实际出力 投动容量 风场总群 -5.51 1791.55 商都化德风区 实际出力 -6.07 西苏黄旗风区 实际出力 5.45 锡林郭勒风区 实际出力 在线风场 (个) (个) (MW) 离线风场 装机容量 投运容量 实时出力 (+) 装机数量 并网风机 未并网风机 (MW) (MW) (台) (台) (台) 11.45 投运容量 994.00 投递容量 168.95 投送容量 1224.00 监视信息 9 8 1 887.62 887.62 8.13 763 291 472 13 风场总数 熊场总数 3 风场总数 9 9 1 在线及助 12 在线风汤 9 在线风场 3 在线网站 9 风电场 风机 ↑ 装机容量 功率总加 平均风速 平均溫度 乌拉特中旗民区 功率预测 名称 台数 (MW) (MW) (m/s) (C) 累计发电 量(uwn) 今日发电 量(Mwn) 兰太白旗风区 实际出力 ●中航凯红 54 0 54 42.12 0.00 0.51 -0.83 271.39 0.00 3.78 风电AGC 【投递容量 弃风监测 968.40 风场总数 6 在线风场 乌拉特后旗风区 15 实际出力 -0.41 設施容量 民场总数 在线尺场 ●新锦乌吉尔 33 33 0 49.50 7.35 5.72 0.00 373094.92 50.35 250.39 3 风电AGC ●龙源巴音 134 115 19 201.00 0.16 1.78 7.54 2260073.57 0.85 3 ●华能包头茂明 66 3 63 99.00 0.00 1.67 4.86 609353.32 0.46 ·大唐怀朔 33 0 33 49.50 0.00 0.00 0,00 0.00 0.00 实际出力 408 其它风场” 投运容量 545.85 弃风监测 ●漳泽达茂风电场 33 0 33 49.50 -0.00 0.83 3.04 296595.39 0.11 成約总数 7 风电AVC 在线风局 7 ●金风达茂风电场 宋藝百灵庙 198 0 198 198.00 0.27 1.98 277 75.66 0.00 80 20 60 100,00 26.96 250.00 7.48 690712.86 00 风电AVC ●国新锦伊和乌素 132 120 12 99.00 3.61 4.63 0.00 945862.06 48.51 系统管理 系统管理#16Main content 1 Operation status of variable renewable energy in Inner Mongolia Grid (IMG) 2 Our work on variable renewable energy Some issues in grid integration of 3 variable renewable energy#17Some issues in grid integration of variable renewable energy Key factors in developing wind power ■The determining factor is price. Effective subsidy and incentive need to be established to encourage integration of wind power so that the wind power can serve as a substitute energy source and eventually become the main power source. ■ Prediction and control technology is necessary to integrate high penetration of renewables into the grid ■Wind power AGC, AVC & PV AGC, AVC ■Flexible generation plays an essential roll Gas Turbine, Hydro, Pumped Hydro ■Faster dispatch ■Current grid dispatching management model needs to be adjusted to accommodate renewable Coordination of various power resources needs economic and regulatory policies ■ Electricity market, Ancillary services market, Quota system, Assessment indicators of energy consumption per kilowatt for local government#18Your comments and suggestions are welcomed! Thanks!