中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：12月27日，世界首個(gè)具備虛擬同步機(jī)功能的新能源電站在位于張北的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站建成投運(yùn)。
虛擬同步機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，將對(duì)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系具有重大而深遠(yuǎn)的意義。
文丨趙淑偉
虛擬同步機(jī)技術(shù)有多厲害？簡(jiǎn)言之，該技術(shù)能使新能源機(jī)組由“我行我素”的“自轉(zhuǎn)”變?yōu)椤皡f(xié)調(diào)統(tǒng)一”的“公轉(zhuǎn)”，主動(dòng)支撐電網(wǎng)頻率、電壓波動(dòng)，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站。趙秉忠/攝
隨著新能源發(fā)電的大量接入，電網(wǎng)穩(wěn)定性受到不同程度的沖擊。馴服有個(gè)性的新能源發(fā)電這個(gè)“小伙伴”非一日之功。新能源虛擬同步機(jī)科技示范工程歷時(shí)兩年，是國(guó)家電網(wǎng)公司十大科技創(chuàng)新示范工程之一。
攻堅(jiān)克難，還要集眾智聚群力。國(guó)網(wǎng)冀北電力協(xié)同中國(guó)電科院、許繼集團(tuán)、南瑞集團(tuán)等單位開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和裝備研制，全面掌握了虛擬同步機(jī)核心技術(shù)，為大規(guī)模新能源友好并網(wǎng)提供了新的技術(shù)手段，進(jìn)一步鞏固了我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)引領(lǐng)地位。
新能源虛擬同步機(jī)科技示范工程投運(yùn)暨技術(shù)成果研討會(huì)。趙秉忠/攝
工程建成投運(yùn)后，提升了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，為新能源友好并網(wǎng)提供標(biāo)準(zhǔn)典范，對(duì)建設(shè)國(guó)家張家口可再生能源示范區(qū)和我國(guó)清潔能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。
工程復(fù)雜程度高，涉及領(lǐng)域廣，共改造了59臺(tái)風(fēng)機(jī)、容量118兆瓦，改造24臺(tái)500千瓦光伏逆變器、容量12兆瓦，新建2套5兆瓦電站式虛擬同步機(jī)。
國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站。趙秉忠/攝
為確保工程質(zhì)量，國(guó)家電網(wǎng)公司組織相關(guān)單位深入研究反復(fù)論證與周密籌備、確定改造施工方案，以專(zhuān)業(yè)化支撐和精益化落實(shí)為保障，多維度搭建“統(tǒng)籌總攬、上下協(xié)同、分工明確”聯(lián)合工作組織體系，以明確的時(shí)間表、路線圖和任務(wù)池，集全公司之力、聚全公司之智，攻克了由理論到實(shí)踐的諸多難題，成功對(duì)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的控制軟件、光伏發(fā)電的逆變器和控制系統(tǒng)進(jìn)行全面改造。
據(jù)悉，示范工程取得五方面成果：
一是構(gòu)建了虛擬同步機(jī)應(yīng)用理論。
揭示了虛擬同步機(jī)的并網(wǎng)穩(wěn)定和故障穿越機(jī)理，解決了并網(wǎng)適應(yīng)性關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，為虛擬同步機(jī)工程化應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
二是成功研制了三類(lèi)虛擬同步機(jī)裝置。
在虛擬同步機(jī)抑制系統(tǒng)振蕩、多機(jī)間的有功/無(wú)功優(yōu)化分配、大容量變流器低電壓穿越、多模式運(yùn)行控制無(wú)縫切換等方面取得12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破，建成投運(yùn)風(fēng)電、光伏和電站式三類(lèi)虛擬同步機(jī)。
三是建立了虛擬同步機(jī)裝備試驗(yàn)檢測(cè)體系。
提出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法，構(gòu)建基于RT-LAB的半實(shí)物仿真平臺(tái)，具備虛擬同步機(jī)一次調(diào)頻、無(wú)功功率控制等全項(xiàng)、全工況試驗(yàn)?zāi)芰?，?shí)現(xiàn)型式試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室半實(shí)物仿真和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的綜合互補(bǔ)。
四是全面驗(yàn)證了虛擬同步機(jī)的性能。
建成了技術(shù)路線最豐富的虛擬同步機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)，完成了世界首次基于虛擬同步機(jī)的新能源電站黑啟動(dòng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了三類(lèi)虛擬同步機(jī)的性能指標(biāo)和在大規(guī)模新能源匯集地區(qū)應(yīng)用的可行性，填補(bǔ)了虛擬同步機(jī)技術(shù)研究和示范應(yīng)用空白。
五是提出了虛擬同步機(jī)應(yīng)用推廣建議。
國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站。趙秉忠/攝
基于技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，首次提出儲(chǔ)能優(yōu)化配置方案和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速綜合恢復(fù)策略，解決了實(shí)際運(yùn)行難題，形成了風(fēng)儲(chǔ)配合的應(yīng)用模式。
有能者，擔(dān)大任。在推進(jìn)±500千伏柔性直流電網(wǎng)、低碳冬奧智能電網(wǎng)、風(fēng)電清潔供暖、電動(dòng)汽車(chē)智能互動(dòng)充電等科技示范工程建設(shè)、打造張家口可再生能源智能電網(wǎng)示范區(qū)，助力國(guó)家張家口可再生能源示范區(qū)建設(shè)等方面，國(guó)家電網(wǎng)公司都在爭(zhēng)取做出新的更大貢獻(xiàn)。
