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冀北电科院新能源所所长刘辉:友好性风电并网技术创新

2020年11月5日,“2020年风电产业发展大会”在上海开幕,冀北电科院新能源所所长刘辉发表了题为《友好性风电并网技术创新》的重要演讲,以下为演讲摘要。

国网冀北电科院新能源所所长刘辉

高比例新能源是未来电力系统的发展趋势,预计到2030年,新能源装机占比将达38%,超过煤电成为我国装机第一大电源。但近年来,不管国内还是国外均发生过因新能源占比高、系统频率和电压支撑能力不足而引发脱网、停电事故,这些事故暴露出大规模新能源的稳态电压控制系统缺失和风电机组低/高电压穿越能力的不足。

以英国2019年“8.9”大停电为例。英国是典型高比例新能源电网,风电和光伏装机占比40%,事故发生时,机组脱网207万千瓦(占比7%),其中风电和光伏脱网规模占70%,损失负荷93万千瓦。而其新能源机组不具备惯量和一次调频能力是触发低频减载的主要原因。

通过对连锁脱网过程进行深入分析,在稳态调压方面,构建大规模风电汇集系统无功电压多层级控制技术体系、大规模风电汇集系统无功电压协调控制技术与系统,以及开发基于RTDS/RT-Lab的无功设备与AVC系统测试平台,是缓解大规模风电汇集地区无功电压运行存在的问题的有效手段。

在主动调频/调压方面,虚拟同步发电机技术是关键。

虚拟同步发电机技术是使新能源由“被动调节”转为“主动支撑”的新一代新能源发电技术,使之具备惯量支撑、一次调频和主动调压等主动支撑电网的能力。在探索过程中,冀北电科院自主研制了世界最大容量的2MW风电虚拟同步机、储能直流升压并联接入的30~500kW系列光伏虚拟同步机,一次调频响应时间分别小于5s和1s,显著优于常规同步机组。同时,还依托国家风光储输示范工程,建成了世界首座百兆瓦级多类型虚拟同步发电机电站。

未来,随着风电机组高电压穿越、风电机组侧次同步谐振抑制等技术的不断完善与普及,再辅以储能装置对输出功率的控制,不断革新发展的技术将对改善发电质量、解决风电并网难题起到愈加重要的作用。

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