這個(gè)技術(shù)，全球真的已經(jīng)期待了20年!尤其是西方國家!不過，它最終在中國開花結(jié)果。
2017年12月27日，世界首個(gè)具備虛擬同步機(jī)功能的新能源電站在國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站建成投運(yùn)!
這項(xiàng)技術(shù)1997年提出以來，英國、美國、德國、荷蘭等新能源領(lǐng)域的大咖們都在努力攻關(guān)。最終，虛擬同步機(jī)大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的第一名還是被中國國家電網(wǎng)公司拿下了。
虛擬同步機(jī)?聽起來真挺虛擬的……下面就來說說，這項(xiàng)歐美國家都在開發(fā)，卻被中國領(lǐng)先一步拿下的技術(shù)到底是個(gè)啥!
為啥需要這個(gè)技術(shù)?跟新能源有關(guān)
不知道您有沒有這樣的經(jīng)歷，上學(xué)的時(shí)候一群小伙伴玩游戲，時(shí)間久了大家都有默契了。突然有一天，轉(zhuǎn)學(xué)來了個(gè)新同學(xué)，最初大家都很歡迎他，但是慢慢地發(fā)現(xiàn)新同學(xué)的習(xí)慣和大家都不一樣，經(jīng)常打打鬧鬧沒輕沒重，很是讓人頭疼。
新能源是個(gè)好小伙，來自大自然，用也用不完。但是他的毛病也不小，最大的問題就是不穩(wěn)定。比如光伏，白天能發(fā)電晚上就不行;比如風(fēng)電，大風(fēng)說來就來說停就停……這個(gè)不靠譜的小伙伴沒法像火電、水電、核電那樣，與大電網(wǎng)系統(tǒng)形成默契，一直愉快地玩耍。
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。想保持默契真不太容易。怎么和新能源保持友誼小船不翻呢?
異想天開!給電網(wǎng)裝個(gè)水龍頭
發(fā)電和輸電就像兩只手撐開的一張網(wǎng)，如果一方力氣太大，網(wǎng)很容易崩壞;如果一方力氣太小，網(wǎng)就會(huì)萎縮，所以，保持用電量和發(fā)電量的動(dòng)態(tài)平衡十分關(guān)鍵?？墒?，新能源這種橫沖直撞的任性性格，短時(shí)間內(nèi)又無法改變。
既然無法改變世界，那就從改變自己開始吧!于是，國家電網(wǎng)發(fā)明應(yīng)用了新能源虛擬同步機(jī)——
虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)是一種通過模擬同步發(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、無功調(diào)壓等并網(wǎng)運(yùn)行外特性的技術(shù)。
太復(fù)雜了，繞暈了，話不多說，上圖!
電網(wǎng)系統(tǒng)像一個(gè)超大的蓄水池，在沒有新能源加入的時(shí)候，進(jìn)水管和出水管水流平穩(wěn)，大家各取所需。
突然有天，新能源來了，一會(huì)拼命往里擠，一會(huì)又曠課曠工玩消失。電網(wǎng)的另一邊，一會(huì)撐得不行，一會(huì)餓得發(fā)慌。偶爾、少量，蓄水池還能平衡，大量、瞬間的變化，那就會(huì)出大事了!
這時(shí)，我們把虛擬同步機(jī)裝上，也就是給不羈的新能源加裝一個(gè)水龍頭，隨時(shí)調(diào)節(jié)新能源的并網(wǎng)情況。
有了虛擬同步機(jī)這個(gè)新能源并網(wǎng)水龍頭，新能源機(jī)組就可以從“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。
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!
這樣的好東西，發(fā)展新能源的國家當(dāng)然眼紅啦!
工程檔案
新能源虛擬同步機(jī)科技示范工程
國家電網(wǎng)公司十大科技創(chuàng)新示范工程之一
●國網(wǎng)冀北電力、中國電科院、許繼集團(tuán)、南瑞集團(tuán)等單位協(xié)同攻關(guān)。
●歷時(shí)兩年完成。
●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)。
●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)國家張家口可再生能源示范區(qū)和我國清潔能源大規(guī)模開發(fā)利用具有重要意義。
●實(shí)踐證明：虛擬同步機(jī)技術(shù)可以助力新能源友好并網(wǎng)，工程改造和建設(shè)成本可以有效控制，具有良好的推廣和應(yīng)用前景。
示范工程取得了五方面成果：
一是構(gòu)建了虛擬同步機(jī)應(yīng)用理論。揭示了虛擬同步機(jī)的并網(wǎng)穩(wěn)定和故障穿越機(jī)理，解決了并網(wǎng)適應(yīng)性關(guān)鍵技術(shù)問題，為虛擬同步機(jī)工程化應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
二是成功研制了三類虛擬同步機(jī)裝置。在虛擬同步機(jī)抑制系統(tǒng)振蕩、多機(jī)間的有功/無功優(yōu)化分配、大容量變流器低電壓穿越、多模式運(yùn)行控制無縫切換等方面取得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)。
三是建立了虛擬同步機(jī)裝備試驗(yàn)檢測(cè)體系。提出現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法，構(gòu)建基于RT-LAB的半實(shí)物仿真平臺(tái)，具備虛擬同步機(jī)一次調(diào)頻、無功功率控制等全項(xiàng)、全工況試驗(yàn)?zāi)芰?，?shí)現(xiàn)型式試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室半實(shí)物仿真和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的綜合互補(bǔ)。
四是全面驗(yàn)證了虛擬同步機(jī)的性能。建成了技術(shù)路線最豐富的虛擬同步機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)，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。
五是提出了虛擬同步機(jī)應(yīng)用推廣建議?；诩夹g(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。
為什么中國是清潔能源、新能源消納第一大國?因?yàn)槲覀冋莆樟艘慌蝾I(lǐng)先的核心技術(shù)!顛覆性創(chuàng)新，我們正在努力。
