首個(gè)100%分布式光伏園區微電網(wǎng)成功實(shí)現孤網(wǎng)穩定運行

近日，依托國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“極高滲透率分布式光伏發(fā)電自適應并網(wǎng)與主動(dòng)同步關(guān)鍵技術(shù)”項目，清華大學(xué)電機系吳文傳教授團隊和國網(wǎng)山東省電力公司在實(shí)現多機對等協(xié)同運行的新能源自適應構網(wǎng)技術(shù)方面取得重要進(jìn)展。在項目中期檢查與會(huì )專(zhuān)家的見(jiàn)證下，團隊成功實(shí)現了首個(gè)100%分布式光伏園區微電網(wǎng)(無(wú)常規電源支撐)的并離網(wǎng)切換與孤網(wǎng)穩定運行。

理論上，采用構網(wǎng)技術(shù)并網(wǎng)的新能源能夠對外呈現良好的電壓源特性，提供同步電壓和頻率支撐，是支撐含高比例新能源的新型電力系統穩定運行的基礎。然而，現有構網(wǎng)技術(shù)大多從單機角度基于相量量測模擬同步機，存在動(dòng)態(tài)響應速度較慢和多機運行易失穩等問(wèn)題，主要應用于儲能系統。

團隊研發(fā)了適應新能源多機對等協(xié)同運行的自適應構網(wǎng)技術(shù)，能夠自適應直流側電壓突變、網(wǎng)側故障和負載突變等大擾動(dòng)，實(shí)現毫秒級實(shí)時(shí)響應，具有全局同步穩定性，解決了多機對等構網(wǎng)運行易失穩難題。在并網(wǎng)條件下，自適應構網(wǎng)技術(shù)能夠主動(dòng)同步并網(wǎng)，對電網(wǎng)提供電壓頻率支撐，并兼容最大功率追蹤模式(稱(chēng)為MPPT構網(wǎng))。在離網(wǎng)條件下，自適應構網(wǎng)技術(shù)支持多機對等構網(wǎng)運行，激活區域內分布式電源共同支撐微電網(wǎng)穩定運行，取代傳統的主從結構。

這種自適應構網(wǎng)技術(shù)適用于光伏、風(fēng)機、儲能、SVG和柔性直流輸電等對象，可廣泛應用于(極)高滲透率分布式光伏配電網(wǎng)和“沙戈荒”等大型新能源基地，可以使新能源真正從“負的負荷”轉變?yōu)?ldquo;電源”，實(shí)現對電網(wǎng)的主動(dòng)同步支撐。

光伏發(fā)電集群控制器現場(chǎng)部署情況

現場(chǎng)測試表明，一方面采用團隊所研的自適應構網(wǎng)技術(shù)后，分布式光伏發(fā)電能夠提供毫秒級瞬時(shí)功率支撐，呈現出優(yōu)越的主動(dòng)同步構網(wǎng)特性。另一方面，基于團隊研發(fā)的新能源集群實(shí)時(shí)控制技術(shù)，實(shí)現了反饋優(yōu)化和動(dòng)態(tài)模態(tài)分解以及模型預測控制方法，能夠在時(shí)變運行工況下動(dòng)態(tài)擬合集群模型，自適應協(xié)調集群內分布式光伏發(fā)電設備，使集群整體對外提供預期的頻率、電壓支撐特性，顯著(zhù)增強微網(wǎng)運行穩定性。在并網(wǎng)條件下，該技術(shù)方案可以使新能源集群提供顯著(zhù)的主動(dòng)支撐能力。

100%光伏園區微電網(wǎng)并離網(wǎng)切換和孤網(wǎng)運行實(shí)時(shí)電壓和頻率波形記錄