登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
1月2日,河北张家口气温降到零下14摄氏度。天气虽然寒冷,但张家口风光储示范电站有限公司的员工却非常欣慰:这一天,风力发电365万千瓦时,电网运行非常平稳。当天一大早,电站生产技术部副主任朱斯就来查看刚投运的世界首个具备虚拟同步机功能新能源电站的运行状况。他面前一排排银灰色的柜子就是虚拟同步机的控制装置。这看似不起眼的装置,给不羁的新能源发电加装了一个“调节器”,保障了新能源和大电网的友好相处。
难题˙全球竞相攻关
近几十年特别是进入21世纪,随着世界各国对清洁能源发展的重视和新能源技术的快速发展,风电、太阳能发电进入规模化开发利用的新阶段。但是,新能源的波动性、间歇性等特点,以及不具备调频、调压等主动支撑能力的特性,给新能源消纳和电网安全运行带来严峻挑战。这一世界性难题一直横亘在各国能源电力行业人士的面前。
到底有没有一种设备、一项技术能解决这个问题呢?答案是肯定的,有一种听起来很艰涩的技术——虚拟同步发电机,可以较好地解决这个问题。
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。具备虚拟同步机功能的新能源电站,可使新能源具备与火电机组接近的外特性,对电力系统的稳定起到支撑作用,是解决新能源发电在并网稳定性方面“先天不足”问题的有效手段。“虚拟同步机技术能够使新能源机组由‘我行我素’地‘自转’变为协调统一地‘公转’,主动支撑电网频率、电压,有力保障电网安全稳定运行。”中国电科院配电研究所微网研究室主任吴鸣说。
美国电气和电子工程师协会(IEEE)工作组在1997年就第一次提出了虚拟同步机的概念。对于这样的技术,发展新能源较早的西方国家自然不会放过。1997年之后的20年间,对虚拟同步发电机技术的攻关一直在持续。比利时鲁汶大学、加拿大多伦多大学、英国利物浦大学相继投入研发。但截至目前,国外仍处于理论研究与实验室样机(百千瓦级)研制阶段,尚未有工程应用。
在西方国家全力攻关这一技术的同时,中国也瞄准了这一领域。作为全球并网风电、光伏发电最大的电网,中国国家电网迫切需要解决新能源大规模并网消纳、保障大电网安全稳定的问题。然而,这一世界级难题并没有任何经验可以借鉴,必须从零开始,自己摸索出一条路来。
2012年,公司依托千人计划专项,启动虚拟同步机技术研究;
2013年,中国电科院成功研制世界首台50千瓦虚拟同步机样机;
2014年,南瑞集团、许继集团成功研制500千瓦虚拟同步机样机;
2017年12月,世界首个具备虚拟同步机功能的新能源电站正式投运,标志着新能源友好并网关键技术被中国攻克。
研发˙何以率先突破
“后来居上”区区四个字,背后是无数科研和一线人员的努力和付出。国家电网公司能在短短五年里一举攻克西方国家20年未能突破的技术,绝非偶然。
新能源虚拟同步机科技示范工程是攻克新能源虚拟同步机技术的关键。公司高度重视示范工程建设,将其列为国家电网公司十大科技创新示范工程之一。为确保工程质量,公司科技部组织相关单位深入研究,反复论证,周密筹备,确定改造施工方案,以专业化支撑和精益化落实为保障,多维度搭建“统筹总揽、上下协同、分工明确”联合工作组织体系。从一开始,公司就以明确的时间表、路线图和任务池,集全公司之力、聚全公司之智开展研发。
这的确是一块难啃的硬骨头。而具体承担研发的国网冀北电力协同中国电科院、许继集团、南瑞集团等单位,决心协力啃下这块硬骨头。
几家单位分工协作,迅速研发关键技术和装备。中国电科院在关键技术攻关、标准制定和试验检测等方面做了大量工作。南瑞集团着重开展虚拟同步机关键技术攻关,实现了光伏、储能、风电多领域虚拟同步机装备产品化。许继集团则承担了虚拟同步机工程中三种虚拟同步机设备的研究开发与设备供货。
一项新兴技术的研发应用过程中,问题总会不断出现。就在2017年12月,距离新能源虚拟同步机科技示范工程启动的日子越来越近,许继集团新能源技术开发团队在调频过程中遇到了一个棘手的问题:频率波动太大、控制精度达不到。对此,大家意见不一。有人说,这应该是控制参数设置不合理造成的,需要优化控制参数;有人则认为,是电网本身频率波动太大。整整三天三夜,大家都在讨论这个问题。突然有人说,要不,试试增加滤波处理?顺着这个思路,多次试验之后,问题终于得到解决。在示范工程建设过程中,这种情况很常见。各个单位的研发团队咬定青山不放松,攻克了一个又一个难题。
经过艰苦努力,虚拟同步机核心技术在两年之内得以全面掌握:构建了虚拟同步机应用理论;成功研制了三类虚拟同步机装置;建立了虚拟同步机装备试验检测体系;全面验证了虚拟同步机的性能;提出了虚拟同步机应用推广建议。
技术人员攻克了由理论到实践的诸多难题,成功改造了现有风力发电机的控制软件、光伏发电的逆变器和控制系统。示范工程共改造59台风机、容量11.8万千瓦,改造24台500千瓦光伏逆变器、容量1.2万千瓦,新建2套0.5万千瓦电站式虚拟同步机。
未来˙应用前景可期
新能源虚拟同步机科技示范工程的建成投运,是加快打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新一代电力系统的重大举措。示范工程能很好地实现发电效益与电网支撑的平衡,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。虚拟同步机技术能很好地满足新一代电力系统所需的智能、可控、灵活等要求。
一项新兴技术是否具有实用性、经济性,决定了它能否大规模推广利用。那么,这种高大上的技术,应用推广的前景会怎样?
南瑞集团装置研发中心四部经理王彤从最初研发起,就一直在考虑这个问题:“虚拟同步机是一种算法上的改良,不需要对电网进行大规模改造。实践证明,虚拟同步机技术可以助力新能源友好并网,有效控制工程改造和建设成本,具有良好的推广和应用前景。”
更重要的是,通过建设新能源虚拟同步机科技示范工程,国家电网公司实现了理论架构、装置研发、实验检测手段、并网接入标准等完全自主化。这项技术深深打上了“中国创造”的烙印,进一步巩固了我国在相关领域的技术引领地位。
如今,与示范工程同在张家口可再生能源智能电网示范区的,还有±500千伏柔性直流电网、低碳冬奥智能电网、电动汽车智能互动充电等科技示范工程,正在孕育、成长。放眼更广阔的科技创新领域、更长远的未来,更多科研人员仍在持续研究和探索。未来,在新能源的发展进程中,我国将有更多新的突破。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
4月26日,金冠股份发布2023年年报,报告期内,公司实现营业收入11.69亿元,与去年同期相当;实现归属于上市公司股东净利润2550.62万元,同比下降47.45%。报告期内,公司获取订单总额为16.70亿元,同比增长11.8%。报告期内,公司获取订单总额为16.70亿元,同比增长11.8%。金冠电气提到,公司主营业务主
4月24日,天津市人民政府印发天津市推动大规模设备更新和消费品以旧换新实施方案(津政发〔2024〕7号),其中提到,持续推进老旧变电设备和输配电线路改造,推动电网设施数字化、智能化升级。同时,推动能源装备更新和技术改造。支持运行服役期满发电机组实施设备更新,加快现役煤电机组节能改造和灵活
近日,国家能源局新疆监管办公室召开2024年新疆电网运行方式汇报分析会议,总结2023年新疆电网运行情况,全面梳理分析系统运行特性及面临的安全风险,研究有效控制和化解电力系统主要安全风险的措施,深入研讨新疆电力安全保供和绿色低碳转型的有效途径,为2024年电力安全生产、稳定供应和进一步扩大新
近日,安徽省发展改革委启动省级未来产业先导区创建工作,其中包含低碳能源领域。重点方向包括围绕可再生能源与核能、能源清洁高效利用、智慧综合能源等重点领域开展技术攻关及应用,重点突破新型高效太阳能电池、氢能制备及储运、燃料电池及关键部件、低成本碳捕集利用与封存等关键核心技术,促进工业
随着《十四五发展规划》等政策的推进,各行业国产化进程迅猛发展。智慧电网作为新型能源体系建设的重要支撑,更是当仁不让;各设备公司全网匹配,要求做到全国产化。金升阳作为技术引领型企业积极响应政策,关注用户所需,依托产研实力,为电力行业各细分领域提供更可靠、更高效的一站式电源解决方案为
随着《十四五发展规划》等政策的推进,各行业国产化进程迅猛发展。智慧电网作为新型能源体系建设的重要支撑,更是当仁不让;各设备公司全网匹配,要求做到全国产化。金升阳作为技术引领型企业积极响应政策,关注用户所需,依托产研实力,为电力行业各细分领域提供更可靠、更高效的一站式电源解决方案为
4月12日,2024年江宁区“向人民汇报”活动——区工信局专场举行。在深度访谈环节,区工信局就培育新质生产力、打造智能电网产业、高端装备制造业等进行发言。目前,江宁已建成智能电网、新能源(智能网联)汽车、新一代信息技术、高端智能装备等4个千亿级产业集群。作为江宁制造的一张靓丽名片,智能电
4月8日上午,中国电科院南京科研基地建设项目主体工程在江宁开发区开工,标志着这一省重大项目进入全面建设阶段,也为江宁开发区聚力打造世界级智能电网产业集群注入了强劲动力。区长黄成文、江宁开发区管委会主任王爱军、副区长周强、江宁开发区管委会副主任陈志海,中国电力科学研究院有限公司总经理
4月10日,江苏昆山印发推进绿色低碳产业高质量发展的若干政策措施(试行)(昆政办发〔2024〕25号)。其中提到,对按要求接入昆山智慧能源管理平台的重点用能单位给予每家1万元奖励。在电网保供能力许可的范围内,对采用绿电绿证交易等方式实现绿色电力占年用电量50%及以上的企业,在实施电力负荷管理
近日,贵州省工业和信息化厅印发《关于加快发展先进制造业集群的指导意见》。文件提出,聚焦智能电网输变电需求,重点发展智能高低压成套开关、全封闭组合电器、用户端设备及电网安全运行系统等数字化智能化输变电装备,大力发展新型电力电子产品、综合自动化系统及继电保护装置等中低压输配电装备。积极
3月27日,陕西省印发陕西省培育千亿级第三代半导体产业创新集群行动计划(陕发改高技〔2024〕601号),其中提到,依托我省新能源汽车、光伏逆变、智能电网、储能装置、轨道交通、5G通信以及国防军工等行业优势,加强产业链上下游企业合作,推进第三代半导体应用创新。到2035年,带动新能源汽车、光伏逆
近日,由冀北电力牵头组织各协作参与单位,在国家风光储输示范电站创新完成全球首次高比例新能源系统试验,在真实电网测试了虚拟同步机在英国“8·9”大断电等频率事件场景下的功能和作用,为攻克新能源大规模、高占比情况下,新能源主动支撑能力不足带来的巨大风险隐患探索出实战制胜的新方法、新样式
10月29日至30日,在国网冀北电力和华能大苏计风电厂共同合作的全球首个“场站级虚拟同步机功能测试与区域孤岛启动试验”在位于张家口的国家风光储输示范工程现场顺利完成。为了积极应对“再电气化”进程中新能源大规模、高比例接入带来的风险挑战,加快构建新一代电力系统,本次试验在世界首个大规模具
“虚拟同步发电机,把传统的无惯性的变成以前的同步机一样的装置,跟电网进行实时的互动,这项技术对储能而言,他是真正的把发电装置从本质上就跟电池融为一体了,它也是未来电力电子化或者固态化微电网的一个模式,这个装置就是把、源、荷、储,把储能融入到里面,这是未来发展的一个方向,至少对我们
ldquo;最近几年新能源发展非常迅猛,到2017年年底,我国风电装机容量达到1.64亿千瓦,光伏装机容量达到1.3亿千瓦,规模均居世界第一。我们1900多万新能源装机也占到全球新能源装机的37%,新能源已成为近20个省级电网第二大电源。但是新能源机组不具备常规机组的频率和电压支撑的能力,会导致系统有功和
一、会议概况时间:5月29日9:00-12:00地点:上海(具体地点将在参会确认函中告知)支持单位:上海电力设计院主办单位:中关村储能产业技术联盟联合主办:阳光三星(合肥)储能电源有限公司二、会议背景虚拟同步机技术是一种以先进同步逆变技术和惯性储能单元为基础,使新能源发电拥有常规火电外特性的技术
广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学)的研究人员高海力、谭建成,在2018年第1期《电气技术》杂志上撰文指出,随着间歇性可再生能源占比的逐年增加,电网安全稳定经济运行的压力也逐年增加。虚拟同步机技术模拟同步机组的机电暂态特性,具有同步机的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特
最近,世界首个具备虚拟同步机功能的新能源电站在位于张北的国家风光储输示范电站建成投运。这一虚拟同步机的控制装置的调节器,保障了新能源和大电网的友好相处,将对推动能源转型,构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重大而深远的意义,无疑在全球堪称中国典范。随着世界各国对清洁能源发展的重视
最近,全球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。该项目作为国家电网公司十大科技创新示范工程之一,由国网冀北电力、中国电科院、许继集团、南瑞集团等单位协同攻关,历时两年,最终虚拟同步机实际应用的第一名被中国国家电网公司拿下来,使国网风光技术领跑世界、惊艳
由于可有效破解光伏、风电等新能源大规模友好并网难题,20年来,发达国家一直在努力攻关虚拟同步机技术,但始终未有实质突破。近日,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新能源并网的最大技术难题就此被一举攻克。这对我国推动能源转型,构建清洁低碳、安全高效的能
1月2日,河北张家口气温降到零下14摄氏度。天气虽然寒冷,但张家口风光储示范电站有限公司的员工却非常欣慰:这一天,风力发电365万千瓦时,电网运行非常平稳。当天一大早,电站生产技术部副主任朱斯就来查看刚投运的世界首个具备虚拟同步机功能新能源电站的运行状况。他面前一排排银灰色的柜子就是虚
于金镒认为,应进一步提高电力系统调节能力,持续推进火电灵活性改造,布局储能电站、天然气发电等调峰电源,平抑新能源出力波动性,提升新能源并网友好性及调节灵活性。近年来,新能源的快速发展及其消纳问题成为行业焦点,期间,新能源对电网系统安全运行的影响,也引起热议。两会期间,电网领域的代
12月17日,笔者从宁夏电力公司并网友好型新能源场站建设座谈会上了解到,从明年起,宁夏电力公司将按照国家相关政策和自治区有关要求,依托经济杠杆等手段,提高风电机组并网门槛,力争用两年时间实现新能源并网友好型场站率达到85%的目标,促进宁夏电网与新能源发电更加健康、有序、协调发展。据了解,宁夏位于西北腹地,丰富的风能资源使得宁夏风电并网容量快速增长,规模不断扩大,截至今年11月,宁夏电网新能源装机容量达261.483万千瓦,占宁夏全网总装机容量的13.71%。然而,由于新能源发电的间歇性、随机性以及反调峰特点,尤其是随之而来可能出现的风机脱网事故、并网问
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!