●新能源场站需在多方面具备主动支撑能力
随着新能源占比提高,同步电源占比下降,电力系统可用调节能力下降,急需研究新能源主动支撑技术,使新能源场站具备一定的频率和电压支撑、抑制宽频振荡等能力,以保证电力系统安全稳定运行。
新能源主动支撑技术需提高新能源场站同步稳定能力。新能源场站设备受到单一故障扰动后应具备保持同步的能力,避免因同步失稳引发脱网。例如,可采取功角稳定支撑技术,在规划设计阶段通过优化新能源接入系统方案,提升送出系统的功角稳定水平。
新能源主动支撑技术需使新能源场站具备调频、调压能力。新能源场站应具备不低于同等容量传统机组的调频、调压能力。在调频能力方面,新能源场站应具备同等容量传统机组一次调频能力、爬坡能力、惯量响应能力。例如可利用频率惯量支撑技术改造风电机组控制系统,利用转子动能实现虚拟惯量,模拟传统发电机一次调频特性,实现系统频率的调节。
接入弱电网的新能源场站需具备抑制宽频振荡的功能。新能源场站一方面要根据宽频振荡评估结果,采取新能源控制参数优化等措施,主动降低宽频振荡风险水平;另一方面要具备附加阻尼功能,通过场站内储能、静止无功发生器(SVG)等设备实现宽频振荡抑制。
新能源场站要有足够的短路容量支撑能力。新能源场站需具备送出95%电量的送出能力,同时满足多场站短路比要求。例如,可采取加装分布式调相机的方式提高新能源场站短路容量,有效提升系统强度。
新能源场站应具备故障穿越能力,更好地适应电网。光伏发电设备、储能设备、风机需具备不低于各项标准要求的故障穿越能力,必要时采用零电压穿越技术,满足电力系统安全稳定要求。在系统发生严重短路故障场景下,新能源场站实现不脱网持续运行的时间要满足系统安全稳定运行要求。例如,双馈风机可采取直流侧附加泄能支路等控制技术,逐步实现零电压穿越。新能源场站内的电力电子设备应采用具有故障穿越特性的协调优化技术,统筹兼顾暂态过电压和低电压问题,使新能源的有功、无功功率控制具备电网友好型特征。
新能源主动支撑技术需提升新能源设备涉网性能。在提高新能源设备耐压能力方面,采取“新能源+调相机+避雷器”组合技术,解决瞬时过电压问题,降低电压波幅。在提高新能源设备耐流能力方面,采取加装撬棍电路(Crowbar)、斩波电路(Chopper)硬件保护的方式实现过流限制,通过对换流器进行零电压穿越改造提升换流器耐流能力。
●建议将主动支撑要求纳入新能源项目前期管理
今年4月24日,国家能源局发布《关于加强新型电力系统稳定工作的指导意见(征求意见稿)》,提出“大力提升新能源主动支撑能力。推动系统友好型电站建设,逐步实现新能源在电力供应和稳定支撑方面的可靠替代;协同推进大型新能源基地、调节支撑电源和外送通道开发建设,保障外送电力的连续性和稳定性”“研发大容量断路器、大功率高性能电力电子器件、新能源主动支撑、大容量柔性直流输电等提升电力系统稳定水平的电工装备”。