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觀察丨新型電力系統(tǒng)這一技術(shù)被業(yè)內(nèi)看好亟待突破

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2024-12-11 17:15

中國(guó)能源新聞網(wǎng)記者 周倜然 見(jiàn)習(xí)記者 衣韻潼

　　構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)作為推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在提升電網(wǎng)靈活性、促進(jìn)可再生能源高效接入及保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行等方面正展現(xiàn)出巨大潛力。

　　為深入探討構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的最新進(jìn)展，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用各領(lǐng)域交流，12月7日，來(lái)自能源電力領(lǐng)域的權(quán)威專家學(xué)者共聚南瑞集團(tuán)，在“構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)與新型電力系統(tǒng)”技術(shù)論壇上，為研判構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的新模式、新業(yè)態(tài)碰撞思維，啟迪智慧。

　　構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)重要性凸顯

　　構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)是通過(guò)對(duì)同步發(fā)電機(jī)特性進(jìn)行適當(dāng)選取和模擬，使電力電子化發(fā)電設(shè)備類似等同于傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)，從而讓電力系統(tǒng)維持在原有方式下運(yùn)行的技術(shù)。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的宏偉藍(lán)圖中，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)正逐漸成為重要的組成部分。

　　今年7月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局共同發(fā)布《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》，明確提出推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用，根據(jù)高比例新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，選擇典型場(chǎng)景應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)，具備主動(dòng)支撐電網(wǎng)電壓、頻率、功角穩(wěn)定能力，以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

　　近年來(lái)，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。

　　有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2024年構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能招標(biāo)超過(guò)6.8吉瓦，預(yù)計(jì)2030年總裝機(jī)規(guī)模超過(guò)30吉瓦，2024-2030年構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、新能源復(fù)合增長(zhǎng)率將分別達(dá)到56%、150%。

　　此外，澳大利亞構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能投運(yùn)計(jì)劃于2025年暴漲7倍，美國(guó)要求新裝的儲(chǔ)能都應(yīng)具備構(gòu)網(wǎng)控制功能，發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外共識(shí)。

　　為進(jìn)一步推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)從理論研究邁向?qū)嵺`應(yīng)用，國(guó)家電網(wǎng)公司充分發(fā)揮強(qiáng)大的資源整合與戰(zhàn)略引領(lǐng)能力，在構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)產(chǎn)品方面持續(xù)深耕。

　　其中，國(guó)家電網(wǎng)所屬南瑞集團(tuán)承擔(dān)了首個(gè)虛擬同步機(jī)國(guó)家863計(jì)劃、首個(gè)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等重大項(xiàng)目；聚焦構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備特性認(rèn)知研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計(jì)、技術(shù)攻關(guān)及裝備研制、多場(chǎng)景應(yīng)用示范等方面，率先研制出構(gòu)網(wǎng)型新能源、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)帶超容構(gòu)網(wǎng)型SVG等一批高端裝備，在天津中新生態(tài)城、張北風(fēng)光儲(chǔ)輸基地、內(nèi)蒙額濟(jì)納、西藏拉薩等地廣泛應(yīng)用，為主干電網(wǎng)強(qiáng)支撐、末端電網(wǎng)穩(wěn)供電、“高海邊無(wú)”保供電、清潔能源友好并網(wǎng)等作出了積極貢獻(xiàn)。

　　“構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)仍處于規(guī)模化發(fā)展早期，需要行業(yè)達(dá)成共識(shí)，共同推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的進(jìn)步，既要滿足當(dāng)下大規(guī)模清潔能源發(fā)展需求，又要保障我國(guó)復(fù)雜大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，助力構(gòu)建‘同步機(jī)+構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備’雙穩(wěn)定支撐模式。” 南瑞集團(tuán)董事長(zhǎng)、黨委書記山社武表示。

　　規(guī)模化應(yīng)用待深入推進(jìn)

　　就構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀看，目前，微電網(wǎng)應(yīng)用較為成熟，獨(dú)立供電系統(tǒng)已取得小規(guī)模應(yīng)用，局部弱電網(wǎng)開展了應(yīng)用示范但尚未開展規(guī)模化應(yīng)用，大電網(wǎng)則僅開展零星試點(diǎn)。

　　中國(guó)工程院院士舒印彪表示，積極推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，下一步，建議在加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)、重視示范應(yīng)用、發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)作用、完善配套機(jī)制等方面發(fā)力，協(xié)力破解難題。

　　“首先，要厘清構(gòu)網(wǎng)型裝備在不同場(chǎng)景下的功能定位、構(gòu)網(wǎng)能力要求、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和規(guī)劃配置方法，不斷加深對(duì)構(gòu)網(wǎng)型裝備的同步特性、多機(jī)協(xié)同及穩(wěn)定機(jī)理的認(rèn)知，面向多場(chǎng)景迭代，研制針對(duì)性更強(qiáng)、適用性更好、性能更優(yōu)的構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)裝備。”舒印彪強(qiáng)調(diào)。

　　中國(guó)工程院院士沈國(guó)榮認(rèn)為，“構(gòu)網(wǎng)”是具備獨(dú)立構(gòu)建電力系統(tǒng)能力的理想同步電源，加強(qiáng)從儲(chǔ)能和無(wú)功補(bǔ)償兩方面的具體實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證構(gòu)網(wǎng)能力，將為行業(yè)推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)發(fā)展提供重要參考。

　　推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)健康有序發(fā)展，除了要全面加強(qiáng)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)管理，根據(jù)新型電力系統(tǒng)不同階段的需求和構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)發(fā)展路線，還需進(jìn)一步強(qiáng)化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。

　　據(jù)了解，自1997年構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)在國(guó)際上被首次提出后，英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等已相繼制定了構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)新能源、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的構(gòu)網(wǎng)型裝置設(shè)置了不同的檢測(cè)方法。而我國(guó)已有的構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚主要集中在儲(chǔ)能領(lǐng)域，亟需形成多應(yīng)用場(chǎng)景、多技術(shù)領(lǐng)域的構(gòu)網(wǎng)型標(biāo)準(zhǔn)體系。

　　多類技術(shù)難題亟需攻克

　　在業(yè)內(nèi)看來(lái)，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)是繼調(diào)相機(jī)后，又一個(gè)保障電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可行方向。支撐新型電力系統(tǒng)發(fā)展，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)能夠發(fā)揮新能源送端電網(wǎng)促消納、電源“空心化”的受端電網(wǎng)強(qiáng)支撐、薄弱電網(wǎng)保供電三方面作用。

　　針對(duì)新能源基地場(chǎng)站接入點(diǎn)短路比低，寬頻振蕩和暫態(tài)過(guò)電壓導(dǎo)致新能源消納受限的突出問(wèn)題，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)通過(guò)提高電網(wǎng)強(qiáng)度和暫態(tài)電壓支撐能力，避免大規(guī)模新能源連鎖脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平，提高新能源利用率和外送能力。

　　通過(guò)支撐電網(wǎng)電壓強(qiáng)度，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)能有效防范系統(tǒng)故障下暫態(tài)電壓失穩(wěn)，提升大型城市外來(lái)電受電能力，保障高峰時(shí)段供電能力。同時(shí)，在傳統(tǒng)電源少、網(wǎng)架強(qiáng)度弱的西南地區(qū)，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)也可通過(guò)超強(qiáng)的故障穿越支撐能力、孤島連續(xù)供電技術(shù)，保障薄弱電網(wǎng)可靠供電。

　　當(dāng)前，我國(guó)投運(yùn)和在建的構(gòu)網(wǎng)型項(xiàng)目共96個(gè)，以儲(chǔ)能、SVG（Static Var Generator，靜止無(wú)功發(fā)生器）為主。構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)水平總體處于國(guó)際領(lǐng)先，尤其是各類構(gòu)網(wǎng)型裝備全面發(fā)展，開展了各種應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)證。不過(guò)，聚焦構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)在大電網(wǎng)中的應(yīng)用，還有許多亟需攻克的技術(shù)難題。

　　“支撐電網(wǎng)運(yùn)行，在風(fēng)險(xiǎn)防御方面，目前多形態(tài)振蕩問(wèn)題突出，穩(wěn)定控制不確定性增強(qiáng)。此外，有別于跟網(wǎng)型設(shè)備，構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備涉網(wǎng)參數(shù)多，對(duì)系統(tǒng)特性影響規(guī)律復(fù)雜，因此在頻率協(xié)調(diào)、多層級(jí)電壓協(xié)同控制方面，構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備與同步機(jī)并聯(lián)協(xié)調(diào)難度也進(jìn)一步增大。”南瑞集團(tuán)研究院（全重實(shí)驗(yàn)室）副院長(zhǎng)王偉認(rèn)為。

　　王偉表示，構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備與同步機(jī)、跟網(wǎng)型設(shè)備間耦合作用加強(qiáng)，使得機(jī)電耦合的低頻振蕩、電磁耦合的寬頻振蕩交織疊加，產(chǎn)生非預(yù)期的多形態(tài)振蕩問(wèn)題。同時(shí)，構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的限幅、切換環(huán)節(jié)增加了系統(tǒng)的不確定性，使得故障暫態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)新增非期望平衡點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)能量函數(shù)變化復(fù)雜，面臨暫態(tài)同步失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。

責(zé)任編輯：王萍