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世界首台电压源型风电机组成功并网

发布时间:2020-07-17

7月11日,世界首台电压源型风电机组在国家能源大型风电并网系统研发(实验)中心张北试验基地成功并网稳定运行。电压源型风电机组是国家重点研发计划项目“大容量风电机组电网友好型控制技术”的重大研发成果,项目由中国电科院牵头承担,联合整机制造企业运达风电、风电变流器制造企业阳光电源、合肥工业大学等形成产学研联合攻关团队,攻克了电压源型风电机组主控及变流系统核心控制技术,基于中国电科院风电机组控制系统硬件在环数模混合实时仿真平台完成了核心控制算法开发与优化。电压源型风电机组的成功研发,突破了传统控制模式下电网的风电极限装机容量限制,拓展了风电的市场容量和应用前景,为实现百分之百新能源电力系统提供了重要的装备与技术支撑,对构建我国清洁低碳、安全高效的现代能源体系意义重大。

不同于跟随式并网控制,电压源型风电机组通过模拟同步发电机组转子运动方程,直接控制其输出电压幅值和相位,具有自同步电网特性,属于形成式并网控制。其能够主动支撑电网频率/电压稳定,并对系统提供惯量/阻尼支撑,对外呈现电压源控制特性,特别适用于新能源占比较高的弱电网环境,甚至是独立组网运行。

我国是新能源装机最多、发展最快的国家,欧盟更是提出在2050年实现100%可再生能源电力系统目标,如何构建以新能源发电为主力电源的新型电力系统已成为世界能源电力领域发展面临的重大科学与工程问题。风电等新能源发电通过快速控制的电力电子变流装置并网,属于电网跟随式控制,其不主动响应系统频率/电压变化,缺乏主动支撑能力,仅适用于以同步机为主导的电网环境。随着风电的进一步发展,系统的常规同步发电机组被风电大量替代,高比例风电系统稳定水平持续下降,在大功率缺失或系统故障情况下,极易引发系统解列与崩溃事故。而在以新能源发电为主导电源的新型电力系统中,风电若要取代常规同步发电机组的主导地位,就将必须承担起建立系统电压和维持系统实时能量平衡的义务。

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