光伏、風(fēng)電等新能源由于在發(fā)電環(huán)節(jié)不產(chǎn)生污染排放，近年來(lái)取得了快速發(fā)展，在能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的同時(shí)，也給我國(guó)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)了一定挑戰(zhàn)。在電力系統(tǒng)里，發(fā)電和用電是同時(shí)完成的，即用戶需要多少電，電廠就要發(fā)多少電，如果發(fā)電端無(wú)法跟大電網(wǎng)的節(jié)奏保持一致，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
在大力發(fā)展新能源之前，煤電占據(jù)了絕對(duì)主力電源的位置，雖然污染較大，但是煤電的紀(jì)律性非常強(qiáng)，可以始終服從命令，電力需求大時(shí)，電廠就多發(fā)電，需求小時(shí)，就少發(fā)電，與大電網(wǎng)系統(tǒng)配合默契。新能源雖然清潔，但是最大的毛病就是不穩(wěn)定，比如光伏，在光照足夠充足的時(shí)候才能發(fā)電；而風(fēng)電，只有風(fēng)力達(dá)到要求時(shí)才能正常發(fā)電。新能源的步調(diào)很難與大電網(wǎng)保持一致，這給其大規(guī)模安全并網(wǎng)帶來(lái)了麻煩。
保持用電量和發(fā)電量的動(dòng)態(tài)平衡是電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。為了保障新能源大規(guī)模安全并網(wǎng)，就必須“馴服”其不羈的個(gè)性，這個(gè)時(shí)候就需要用到新能源虛擬同步機(jī)了。“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。”國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司科技信通部主任王葆潔介紹說(shuō)，虛擬同步機(jī)技術(shù)能夠使新能源機(jī)組由“我行我素”的“自轉(zhuǎn)”變?yōu)?ldquo;協(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。
王葆潔說(shuō)，虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)是一種通過(guò)模擬同步發(fā)電機(jī)組的機(jī)電暫態(tài)特性，使采用變流器的電源具有同步發(fā)電機(jī)組的慣量、阻尼、一次調(diào)頻、無(wú)功調(diào)壓等并網(wǎng)運(yùn)行外特性的技術(shù)。更重要的是，虛擬同步機(jī)并不需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模改造，不僅實(shí)用性很強(qiáng)，還經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
為了攻克這一世界級(jí)技術(shù)難題，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。
記者了解到，示范工程取得了多個(gè)成果：在虛擬同步機(jī)抑制系統(tǒng)振蕩、大容量變流器低電壓穿越等方面取得12項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破，建成投運(yùn)風(fēng)電、光伏和電站式三類虛擬同步機(jī)；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；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。
王葆潔表示，此次虛擬同步機(jī)大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用成功，共改造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)。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)模開發(fā)利用具有重要意義。(來(lái)源：經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)-中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng))
