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技術(shù)領(lǐng)先 | 禾望構(gòu)網(wǎng)型場站生態(tài)，讓電網(wǎng)更穩(wěn)定、更靈活

2023-11-08

能源是推動社會發(fā)展的血液，世界能源一路從高碳能源向低碳、無碳的新能源演變。而隨著新能源的大規(guī)模接入，電力系統(tǒng)低慣量、低阻尼、弱電壓支撐等問題凸顯，穩(wěn)定性問題愈發(fā)嚴(yán)峻，技術(shù)迭代迫在眉睫。今年以來，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)從名不見經(jīng)傳的技術(shù)路線到公開招標(biāo)的硬性要求，新疆、西藏等地發(fā)文鼓勵甚至強制配建，技術(shù)變革悄然來臨。

穩(wěn)定性成關(guān)鍵：構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)運而生

持續(xù)提升新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是行業(yè)同仁普遍的共識和努力的方向，禾望電氣便是其中一員。在過去十幾年新能源的發(fā)展中，變流器多采用跟網(wǎng)型控制，即以跟蹤電網(wǎng)幅值、相位的方式，并網(wǎng)發(fā)電運行。當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)電壓和頻率波動時，利用無功支持和調(diào)壓調(diào)頻，可以實現(xiàn)暫態(tài)工況下的短時調(diào)節(jié)，以維持電網(wǎng)穩(wěn)定。

“雙碳”目標(biāo)的提出使電力系統(tǒng)朝著“高比例可再生能源”和“高比例電力電子裝備”的方向發(fā)展。傳統(tǒng)跟網(wǎng)型控制方式下的新能源大量接入會導(dǎo)致電網(wǎng)變得更加脆弱，在面臨沖擊或擾動時的風(fēng)險增加。在這種背景下，以維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定性為目標(biāo)，主動建立并支撐電網(wǎng)頻率和電壓的構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)運而生。

禾望電氣作為全球首家獲得構(gòu)網(wǎng)型DNV證書的廠家，率先將構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)電變流器、光伏逆變器、儲能PCS、制氫電源、無功補償SVG等產(chǎn)品中，構(gòu)建了一套完整的新能源構(gòu)網(wǎng)制氫場站生態(tài)。同時開發(fā)了構(gòu)網(wǎng)功能特性檢測系統(tǒng)，為各級電科院、檢測機構(gòu)開展對構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性測試提供了專業(yè)的測試裝備。

在新能源構(gòu)網(wǎng)制氫場站生態(tài)中，禾望電氣通過智慧化的微電網(wǎng)綜合控制系統(tǒng)，能快速地完成能量調(diào)度，實現(xiàn)靈活的“荷隨源動”;通過系統(tǒng)中各個分布式電源的協(xié)同運行，實現(xiàn)場站級的調(diào)頻調(diào)壓、并離網(wǎng)運行、黑啟動、負(fù)荷側(cè)管理等功能。即使將制氫電站布置在偏遠(yuǎn)的無電網(wǎng)場景中，通過變流器的構(gòu)網(wǎng)技術(shù)和微電網(wǎng)控制器的協(xié)調(diào)，也能源源不斷產(chǎn)出綠氫。

新能源“黑科技”：構(gòu)網(wǎng)型海上風(fēng)電黑啟動

隨著“雙碳”目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn)，以及對海域環(huán)境的不斷探索，海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)逐漸向大功率、深遠(yuǎn)海挺進(jìn)。由于深遠(yuǎn)海風(fēng)電場離岸距離遠(yuǎn)、海況復(fù)雜、作業(yè)窗口期短，使得風(fēng)電場日常維護(hù)和故障消缺難度大，面臨更加嚴(yán)峻的運營風(fēng)險。在此背景下，禾望電氣實現(xiàn)的構(gòu)網(wǎng)型海上風(fēng)電黑啟動技術(shù)，可顯著加快電網(wǎng)的恢復(fù)，對海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有廣泛的應(yīng)用價值。

該技術(shù)為海上風(fēng)電的穩(wěn)定運行奠定堅實基礎(chǔ)。例如在風(fēng)電場整體失電的情況下，機組可借助小容量后備電源的短期支持，藉構(gòu)網(wǎng)型控制模式以及主控系統(tǒng)的協(xié)助，實現(xiàn)單臺風(fēng)電機組自主黑啟動。單臺機組再通過集電線路，為風(fēng)電場其他機組提供穩(wěn)定電源，支撐其他機組逐一完成無后備電源的啟動，最終實現(xiàn)整個海上風(fēng)電場的黑啟動和孤網(wǎng)運行。

黑啟動實測波形圖

系統(tǒng)運行圖

構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)是未來新能源發(fā)電設(shè)備最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d控制方式，有望滿足未來以新能源發(fā)電為主體的新型電力系統(tǒng)對并網(wǎng)控制的迫切要求。接下來，禾望電氣將繼續(xù)發(fā)揮在構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢，以技術(shù)強化內(nèi)功，持續(xù)完善構(gòu)網(wǎng)型場站生態(tài)及相關(guān)產(chǎn)品，為加快構(gòu)建高效、穩(wěn)定、靈活的新型電力系統(tǒng)獻(xiàn)力。

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