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英美等西方国家眼红20年的电网技术被中国攻克!

2017-12-27 14:33:50    来源:中国电力网   评论:0
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      这个技术,全球真的已经期待了20年!尤其是西方国家!不过,它最终在中国开花结果。

      2017年12月27日,世界首个具备虚拟同步机功能的新能源电站在国家风光储输示范电站建成投运!

      这项技术1997年提出以来,英国、美国、德国、荷兰等新能源领域的大咖们都在努力攻关。最终,虚拟同步机大规模实际应用的第一名还是被中国国家电网公司拿下了。

      

      虚拟同步机?听起来真挺虚拟的……下面就来说说,这项欧美国家都在开发,却被中国领先一步拿下的技术到底是个啥!

      为啥需要这个技术?跟新能源有关

      不知道您有没有这样的经历,上学的时候一群小伙伴玩游戏,时间久了大家都有默契了。突然有一天,转学来了个新同学,最初大家都很欢迎他,但是慢慢地发现新同学的习惯和大家都不一样,经常打打闹闹没轻没重,很是让人头疼。

      新能源是个好小伙,来自大自然,用也用不完。但是他的毛病也不小,最大的问题就是不稳定。比如光伏,白天能发电晚上就不行;比如风电,大风说来就来说停就停……这个不靠谱的小伙伴没法像火电、水电、核电那样,与大电网系统形成默契,一直愉快地玩耍。

      在电力系统里,发电和用电是同时完成的,即用户需要多少电,电厂就要发多少电。想保持默契真不太容易。怎么和新能源保持友谊小船不翻呢?

      

      异想天开!给电网装个水龙头

      发电和输电就像两只手撑开的一张网,如果一方力气太大,网很容易崩坏;如果一方力气太小,网就会萎缩,所以,保持用电量和发电量的动态平衡十分关键。可是,新能源这种横冲直撞的任性性格,短时间内又无法改变。

      既然无法改变世界,那就从改变自己开始吧!于是,国家电网发明应用了新能源虚拟同步机——

      虚拟同步发电机技术是一种通过模拟同步发电机组的机电暂态特性,使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性的技术。

      太复杂了,绕晕了,话不多说,上图!

      电网系统像一个超大的蓄水池,在没有新能源加入的时候,进水管和出水管水流平稳,大家各取所需。

      

      突然有天,新能源来了,一会拼命往里挤,一会又旷课旷工玩消失。电网的另一边,一会撑得不行,一会饿得发慌。偶尔、少量,蓄水池还能平衡,大量、瞬间的变化,那就会出大事了!

      

      这时,我们把虚拟同步机装上,也就是给不羁的新能源加装一个水龙头,随时调节新能源的并网情况。

      

      有了虚拟同步机这个新能源并网水龙头,新能源机组就可以从“我行我素”的“自转”变为“协调统一”的“公转”,主动支撑电网频率、电压波动,有力保障电网安全稳定运行。

      更重要的是,虚拟同步机并不需要对电网进行大规模改造,不仅实用性很强,还经济实惠!

      这样的好东西,发展新能源的国家当然眼红啦!

      

      工程档案

      新能源虚拟同步机科技示范工程

      国家电网公司十大科技创新示范工程之一

      ●国网冀北电力、中国电科院、许继集团、南瑞集团等单位协同攻关。

      ●历时两年完成。

      ●改造59台风机、容量118兆瓦,改造24台500千瓦光伏逆变器、容量12兆瓦,新建2套5兆瓦电站式虚拟同步机。

      ●提升了电网安全稳定运行水平,为新能源友好并网提供标准典范,对建设国家张家口可再生能源示范区和我国清洁能源大规模开发利用具有重要意义。

      ●实践证明:虚拟同步机技术可以助力新能源友好并网,工程改造和建设成本可以有效控制,具有良好的推广和应用前景。

      示范工程取得了五方面成果:

      一是构建了虚拟同步机应用理论。揭示了虚拟同步机的并网稳定和故障穿越机理,解决了并网适应性关键技术问题,为虚拟同步机工程化应用奠定了理论基础。

      二是成功研制了三类虚拟同步机装置。在虚拟同步机抑制系统振荡、多机间的有功/无功优化分配、大容量变流器低电压穿越、多模式运行控制无缝切换等方面取得12项关键技术突破,建成投运风电、光伏和电站式三类虚拟同步机。

      三是建立了虚拟同步机装备试验检测体系。提出现场试验方法,构建基于RT-LAB的半实物仿真平台,具备虚拟同步机一次调频、无功功率控制等全项、全工况试验能力,实现型式试验、实验室半实物仿真和现场试验的综合互补。

      四是全面验证了虚拟同步机的性能。建成了技术路线最丰富的虚拟同步机验证平台,完成了世界首次基于虚拟同步机的新能源电站黑启动试验,验证了三类虚拟同步机的性能指标和在大规模新能源汇集地区应用的可行性,填补了虚拟同步机技术研究和示范应用空白。

      五是提出了虚拟同步机应用推广建议。基于技术经济对比分析,首次提出储能优化配置方案和风机转速综合恢复策略,解决了实际运行难题,形成了风储配合的应用模式。

      为什么中国是清洁能源、新能源消纳第一大国?因为我们掌握了一批全球领先的核心技术!颠覆性创新,我们正在努力。

关键词搜索:电网技术 中国攻克
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