提升受端电网稳定性的主动支撑型柔性直流的形态、关键技术与展望

新能源大规模发展,受端电网电力电子化渗透率持续提升,电网惯量、短路容量等稳定基础将有所下降。柔性直流作为受端电网单站容量大、可控性强的等效电源,可通过直流的控制方法与设备能力升级,发挥直流主动支撑电网的控制能力,提升受端电网频率、电压、功角等稳定性,主动治理谐振、谐波、短路电流等问题,实现构建电网、稳定电网的作用。该文探讨柔性直流在电网中发挥支撑功能的现状和关键技术,并对过负荷型换流阀装备、电网强度与惯量状态感知量测、区域多直流集中控制等技术进行展望,为新一代具备电网主动支撑型柔性直流的设计提供参考。

构网型风电机组电网故障电压支撑研究

本文建立了某电网的电磁暂态仿真模型,讨论了沿海风电群接入电网时,采用跟网型与构网型控制时对电网的电压支撑效果。通过电网的简化等值电磁暂态模型、风电机组的聚合电磁暂态模型等联合组成的仿真平台,检验构网型控制策略对电网的主动支撑效果。研究结论将为进一步全面评估沿海风电接入后的电网主动支撑能力提供保障。

兼顾新能源消纳和主动支撑电网能力提升的多类型储能容量优化配置

在“双碳”发展目标下,新能源侧的储能需求已从“促进消纳”提升至“促进消纳+主动支撑电网”。面向此技术背景,提出了兼顾新能源消纳和主动支撑电网能力提升的多类型储能容量优化配置方法,并通过引入典型工况特征曲线提取方法优化了复杂模型的求解过程,最后基于典型新能源电站的历史数据测算了“促进消纳”和“促进消纳+主动支撑”场景下的储能配置需求及经济性,对比结果表明相较于“促进消纳”,“促进消纳+主动支撑”场景从技术上更能满足新能源侧的储能需求,且具有更好的经济性。

直挂式储能变流器参数设计及控制技术研究

储能系统对于平抑新能源电站的功率波动和参与电网辅助服务都具有重要意义。针对新能源电站应用场景,围绕传统并网储能系统成本高、损耗大、电能质量低的问题,采用级联H桥式电路拓扑,提出了直挂式储能系统的各个关键参数的设计计算方法,形成了中压直挂式储能变流器硬件方案,提出了适用于该系统的主动支撑电网频率和电网故障穿越控制策略。首先在Matlab/Simulink中完成了控制策略的仿真验证,在此基础上研制完成了一台10kV/2 MW中压直挂式储能变流器样机,并通过实验验证了该系统及其控制策略的有效性。