近期,国网冀北电力有限公司电力科学研究院的刘辉专家发布了一份深度研究报告,专注于探讨构网型新能源并网的关键特性。该研究从构网型控制的三个核心视角出发,详细剖析了并网特性的多个方面。
在原理构网层面,研究指出,通过控制网侧变流器输出电压,模拟同步机的运行方式,是实现构网型控制的基础。这种控制方式包括下垂控制和虚拟同步控制(VSG)等结构,其稳态运行易于实现,且对硬件无额外要求。这种灵活性为新能源并网提供了便利。
功能构网方面,研究依据国外标准规范,将功能要求细分为稳态运行与小信号稳定、电网强度适应性等多个大类。不同功能对机侧电源和网侧变流器提出了不同的硬件需求。例如,频率支撑需要机侧电源具备储能能力,而电压支撑则要求网侧变流器具备过流能力。这些细化的功能需求为新能源并网设备的设计和选型提供了明确指导。
报告还深入探讨了故障构网的概念,即在系统故障时,设备仍能以电压源的方式运行。为实现这一目标,控制上需要采用虚拟阻抗等限流手段,而硬件上,网侧变流器的过流能力与外部电网的强弱密切相关。这一发现为新能源并网设备在故障条件下的稳定运行提供了理论依据。
在构网型变流器并网特性分析部分,研究从频率支撑、电压支撑和振荡抑制三个方面进行了详细阐述。在频率支撑方面,构网型变流器在扰动后能迅速分担有功,与同步机构成的系统频率响应特性优于纯同步机系统。在电压支撑方面,构网型变流器通过无功-电压下垂特性支撑电压,其效果优于跟网型变流器。在振荡抑制方面,构网型电源在大部分频段呈现“正电阻+电感”特性,能有效削弱跟网型变流器的“负电阻+电容”特性,从而避免次/超同步振荡。
报告还探讨了跟网型和构网型的关系。构网型作为对现有模式的补充,预计未来将有30%左右的构网配置成为较为合适的比例。同时,跟网型机组的并网特性也需要持续完善,跟网与构网共存的模式有待进一步探索。尽管构网型并网性能有所提升,但多电压源并联特性等问题仍需深入研究。
该报告不仅为新能源并网技术的发展提供了重要参考,也为电力行业的技术创新和进步注入了新的活力。随着新能源并网技术的不断发展,构网型新能源并网将成为未来电力行业的重要趋势之一。