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支撑新能源电力系统的虚拟同步机关键技术、装备与应用
2021-05-19
高比例新能源是未来电力系统的发展趋势。虚拟同步机技术可实现新能源等电力电子并网设备“类同步机化”运行，是使设备融入电力系统交流同步机制的重要途径，可有效提高新能源对电网的支撑能力。国网冀北电力有限公司等单位历时8年，通过“产学研用”联合攻关，突破了虚拟同步机基础理论、关键技术、装备研发和组网运行等难题，构建了电压源型虚拟同步机理论体系；攻克了虚拟同步机主动支撑关键技术，实现了电力电子装备从“被动调节”到“自主运行”的转变；成功研制出含风电、光伏、储能及负荷侧虚拟同步机在内的26款装备，在MW级新能源虚拟同步机和负荷侧虚拟同步机领域实现突破，一次调频响应时间可达100ms，性能指标处于国际引领地位；发明了异构机群协调运行技术，提出了基于虚拟同步机的新能源电站自启动技术，建立了虚拟同步机性能指标体系，为支撑新能源电力系统自主运行提供了解决方案。
该项目获国家授权发明专利49项（一种储能系统参与电网一次频率控制的方法及装置，ZL201610031595.6；基于同步发电机五阶数学模型的虚拟同步机建模方法，ZL201710229902.6等），发表SCI/EI论文43篇，出版专著2部，牵头发起虚拟同步机国际电工委员会（IEC）国际标准1项，牵头编制国家标准1项、国网企业标准3项，获得第46届日内瓦国际发明奖金奖。项目成果经中国电机工程学会鉴定，认为整体技术达到国际领先水平。项目在国家风光储输示范电站建成百兆瓦级多类型虚拟同步机工程，在天津和江苏实现了源侧和负荷侧虚拟同步机在配电网应用。项目成果推广应用到国内外100余个新能源电站和电动汽车充电站，装机容量超过200万kW，新增销售收入14.04亿元。项目实现了我国电力电子装备并网技术的自主创新，对保障新能源电力系统安全稳定运行和国家能源安全新战略实施具有重要意义。
