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构网型技术的远景答案

   2023-12-29 远景能源10050
核心提示:系统定义设备,远景也愿意协同系统设计者持续完善和进化,大步向前,共同成长。

在“双碳”目标驱动下,以新能源为主体的新型电力系统渐行渐近,高比例新能源电力的持续涌入、电力电子设备的大量接入,将给系统的安全稳定运行带来巨大挑战。直面新型电力系统的巨大挑战,业内一致认为,构网型技术能够有效支撑电力系统稳定性重构,是构建新型电力系统的必由之路。在稍早前举行的远景能源第七届技术高峰论坛上,远景重磅释出“1+4”构网型全栈解决方案,为构网型技术的研发和应用蹚出了一条新路。

远景能源新型电力系统技术总监杨增辉

分享“1+4”构网型全栈解决方案

标准缺位,各自为战

当前行业内所谈论的构网型技术,多指由构网型变频器控制算法实现的构网型控制,以及由此衍生的构网型变频器等部件、构网型风机等单机产品。在构网型控制下,构网型机组能够根据电网运行需要自主构建电压,主动支撑电网电压和频率稳定,增强电网强度,与过去被动适应电网的随网型机组有本质区别。

2023年9月27日,国家能源局发布《关于组织开展可再生能源发展试点示范的通知》,指出支持构网型风电、构网型光伏发电、构网型储能、新能源低频组网送出等技术研发与工程示范,显著提高新能源接入弱电网的电压、频率等稳定支撑能力,构网型技术随之成为行业热议的话题。

“新型电力系统需要构网型技术”虽已是行业共识,但落地执行仍存障碍,尤其是业内缺乏一套通用技术标准,开发商、设备商各自为战,都在按照各自的想法寻找答案,很难形成合力系统性解决问题。正是由于缺乏统一国家和行业标准的指导,自然也缺乏基于标准规范的第三方认证,导致当前行业内对构网型技术的研究方向失焦且不够成熟,普遍停留在部件或单机层面。然而瞬息万变、精密复杂的高比例新能源电力系统需要的是系统性解决方案,构网型风机与电网的耦合,风储设备间的融和,以及风机与电力系统的配合,才是真正需要解决,且必须同时解决的关键问题,也是构网型技术需真正聚焦的着眼点。

远景的选择:用系统定义设备

面对构网型技术的痛点、堵点,远景站在了比构网型部件与单机更高的维度,选择从新型电力系统角度出发,用系统定义设备,为行业提供“1+4”构网型全栈解决方案。

“1”,即1个系统仿真设计平台,也就是全时间尺度的电气+机械仿真平台,可根据新型电力系统应用场景、发展阶段、规模结构准确定义设备特征,设计开发最佳构网型产品。

“4”,指4类构网型产品,覆盖部件、整机、场站、系统四个层级。在部件级别,远景研发了构网型风机变频器和储能变流器,掌握先进构网型算法,可实现随网和构网的无缝切换;在整机级别,远景提供并网友好型、并网支撑型、并网构网型三类构网型风机,以应对新型电力系统的不同发展阶段,同时,构网型风机具有超宽电网适应性,完美匹配弱网和强网各种场景;在场站级别,通过虚拟同步场站控制系统,可实现风电场、储能电站的类同步机特性,为新型电力系统稳定性的构建提供大容量电压源支撑;在系统级别,远景研发了高比例/纯新能源系统协调控制系统,可实现弱电网乃至离网系统的安全稳定控制、并网与离网无缝切换、风光储黑启动。在这样一套组合拳的配合下,什么场景在什么时候需要什么样的构网型技术,不仅算得清楚,更控制得明白。

全场景落地,领行业之先

远景独辟蹊径,用系统定义设备并非摸黑过河,与生俱来的自研基因是最大底气。以风电变频器为例,作为业内最早自研自制电气系统的整机商,自2009年启动研发工作至今,远景累计出货已超20000台。正是基于对自研产品的深刻理解,远景自研变频器实现了从随网时由载荷单一控制,变成构网时双边协调载荷和电网调度,基于此而来的构网型风机,成功攻克了电压源特性下的载荷快速控制、整机协调控制等技术难题,能够有效应对构网支撑时对风机的载荷冲击。

值得注意的是,远景“1+4”构网型全栈解决方案,并不是停留在纸面的理论研究,更已在多个商业化项目中有所实践。在鄂尔多斯零碳产业园区,远景打造了风光储的构网型基地示范工程,包括构网风机30MW、构网储能10MW/20MWh,光伏600kWp及负荷20MW,能够实现整个源网荷储系统的离网长时间运行、并网/离网无缝切换与黑启动,在实际运行中完成实验认证与示范带动作用。在海外,远景更是凭借全栈解决方案带来的技术优势和客户价值,在顶级应用场景与全球行业巨头的激烈竞争中脱颖而出,成功中标毛里求斯光储混合虚拟同步电站项目。该项目作为毛里求斯主力电源,供应着当地30%的电力,能实现弱并网运行、离网运行、并网/离网无缝切换、随网/构网无缝切换、光储黑启动等所有场景,是行业内对并离网运行工况覆盖最全的项目,将于2024年建成投运。不仅如此,凭借在多个实际项目中展现出的硬实力,远景领行业之先,正在积极参与国内外构网型技术行业标准制定。

经过30多年的大发展,中国风电已全面迈入3.0时代,行业规模领跑全球、技术实力领先世界,但中国风企日新月异的技术创新并未就此止步。面对构造新型电力系统的必由之路——构网型技术,远景已先行先试,引领探索。系统定义设备,远景也愿意协同系统设计者持续完善和进化,大步向前,共同成长。

 
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