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2016年9月28日下午，一股強(qiáng)臺風(fēng)伴隨暴風(fēng)雨、閃電、冰雹襲擊了南澳大利亞州。風(fēng)電機(jī)組大規(guī)模脫網(wǎng)等一系列故障最終演變成50 小時(shí)后恢復(fù)供電的全州大停電。這是世界上第一次由極端天氣誘發(fā)新能源大規(guī)模脫網(wǎng)導(dǎo)致的局部電網(wǎng)大停電事件，也引發(fā)了國內(nèi)對新型電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的思考和總結(jié)。

儲能系統(tǒng)作為新型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在電網(wǎng)穩(wěn)定性構(gòu)建中發(fā)揮著不可或缺的作用。實(shí)際上，隨著我國新能源比例進(jìn)一步提升，對儲能系統(tǒng)的電網(wǎng)支撐能力提出了新要求。

3月31日，全球光伏逆變器龍頭陽光電源股份有限公司(以下簡稱“陽光電源”)在安徽合肥舉辦的“PAT2023先進(jìn)技術(shù)研討會”上，發(fā)布了其全新的“干細(xì)胞電網(wǎng)技術(shù)”。這套技術(shù)包括了“ 增強(qiáng)型連續(xù)高低穿技術(shù)”、“自適應(yīng)寬頻振蕩抑制技術(shù)”、“POD功率振蕩阻尼技術(shù)”、“微秒級電壓構(gòu)建技術(shù)”、“柔性慣量支撐技術(shù)”、“GW級黑啟動(dòng)技術(shù)”、“虛擬雙源疊控技術(shù)”以及諸多解決方案。

據(jù)介紹，這些技術(shù)的應(yīng)用，將使得發(fā)電側(cè)呈現(xiàn)出更穩(wěn)定、更柔性的電源特征，助力新型電力系統(tǒng)電壓、頻率更穩(wěn)定，提高風(fēng)電、光伏脫網(wǎng)后的快速恢復(fù)能力。

截至2022年，全球風(fēng)、光發(fā)電累計(jì)裝機(jī)高達(dá)2168GW，占全球總裝機(jī)量的25%，成為能源結(jié)構(gòu)中重要組成部分。據(jù)預(yù)測，2030年全球全球風(fēng)、光發(fā)電累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到7219 GW，占全部裝機(jī)量的47%，未來的電網(wǎng)將迎來高比例的可再生能源接入。此外，新型電力系統(tǒng)還具有高比例電力電子設(shè)備接入和高比例特高壓直流輸電的特點(diǎn)。

“儲能系統(tǒng)通過調(diào)頻調(diào)壓、諧波抑制、黑啟動(dòng)等助力電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行，如同干細(xì)胞對人體組織的修復(fù)、凈化、造血功能。”在發(fā)布會上，陽光電源光儲集團(tuán)副總裁徐清清介紹說。

而在此前一天的媒體日活動(dòng)中，徐清清對澎湃新聞在內(nèi)的媒體記者表示，“儲能系統(tǒng)在新型電力系統(tǒng)中的靈魂，就是能否有效適應(yīng)電網(wǎng)、支撐電網(wǎng)，乃至在未來可再生能源接入比例更高的時(shí)候構(gòu)建電網(wǎng)。”

具體來看，此次陽光電源發(fā)布的“干細(xì)胞電網(wǎng)技術(shù)”中有諸多亮點(diǎn)。以“ 增強(qiáng)型連續(xù)高低穿技術(shù)”為例，這是針對并網(wǎng)點(diǎn)電壓因短路等導(dǎo)致跌落、大負(fù)荷擾動(dòng)導(dǎo)致過壓時(shí)，需要儲能系統(tǒng)保持并網(wǎng)，向電網(wǎng)提供無功功率支持電網(wǎng)恢復(fù)，“穿越”故障區(qū)域。

據(jù)了解，目前，我國GB/T 34120、GB/T 36547 等多個(gè)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求電壓故障穿越期間的無功響應(yīng)時(shí)間為30ms，在“三高”背景下，儲能系統(tǒng)應(yīng)具備多次連續(xù)高低穿構(gòu)建能力，這也是下一代并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求趨勢。

而陽光電源給出的新型技術(shù)解決方案，首先包括了“快速正負(fù)序解耦技術(shù)”，儲能系統(tǒng)快速進(jìn)行電網(wǎng)電壓的故障檢測(超出0.9p.u.~1.1p.u.)，基于實(shí)時(shí)正負(fù)序解耦算法，提取電網(wǎng)電壓正負(fù)序分量，快速功率控制算法，實(shí)現(xiàn) 10ms 級無功響應(yīng)，支撐電壓故障恢復(fù)。

其次還包括了動(dòng)態(tài)虛擬阻抗技術(shù)：當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，PCS 以常規(guī)虛擬阻抗并網(wǎng)運(yùn)行，提升有功功率和無功功率的自動(dòng)均分能力。當(dāng)系統(tǒng)短路或過載，PCS 產(chǎn)生過電流，輸出電流大于預(yù)設(shè)值且端口電壓低于預(yù)設(shè)電壓時(shí)，PCS自動(dòng)切換為虛擬阻抗自適應(yīng)模式，自動(dòng)調(diào)節(jié)虛擬阻抗值 ， 實(shí)時(shí)調(diào)整電壓給定、閉環(huán)控制設(shè)備并網(wǎng)點(diǎn)的電壓。

此外，值得關(guān)注的還有“GW級黑啟動(dòng)技術(shù)”。所謂黑啟動(dòng)，是同步發(fā)電機(jī)在異常停機(jī)的情況下，通過構(gòu)建一定容量的電壓源，輔助主同步發(fā)電單元重新啟動(dòng)。傳統(tǒng)黑啟動(dòng)通過柴油機(jī)給同步發(fā)電機(jī)、變壓器等建立勵(lì)磁，長期備用污染大、運(yùn)維成本高。

隨著可再生能源接入比例越來越高、分布式電源普及，對儲能系統(tǒng)黑啟動(dòng)的功能需求迫切，對黑啟動(dòng)規(guī)模要求增大。儲能系統(tǒng)通過電壓源模式可以實(shí)現(xiàn)零電壓構(gòu)網(wǎng)，協(xié)同多機(jī)同時(shí)零電壓起步、勵(lì)磁主變。

對此，陽光電源給出的解決方案中，大規(guī)模分布式電網(wǎng)的黑啟動(dòng)采用分區(qū)異步方式，主要過程為系統(tǒng)黑啟動(dòng)時(shí)，單套儲能系統(tǒng)無法帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)的輔助負(fù)載，EMS根據(jù)微網(wǎng)內(nèi)的啟動(dòng)負(fù)荷，選取下限啟動(dòng)容量，調(diào)度對應(yīng)容量的儲能系統(tǒng)并聯(lián)啟機(jī)，支撐變壓器建立勵(lì)磁。

其關(guān)鍵技術(shù)首先包括了多臺變流器同步啟動(dòng)控制，接收到黑啟動(dòng)信號后，多臺變流器在無互聯(lián)通信條件下同步啟動(dòng)，輸出電壓實(shí)現(xiàn)連續(xù)無臺階爬升，且啟動(dòng)過程具備帶載能力，勵(lì)磁大容量主變。其次還包括動(dòng)態(tài)下垂均流控制：多臺變流器組網(wǎng)后，拖動(dòng)燃機(jī)輔助啟動(dòng)電機(jī)或者大容量隔離變壓器的投入，耐受大電流沖擊。

據(jù)介紹，目前這些新型的儲能系統(tǒng)支撐電網(wǎng)的技術(shù)已經(jīng)分別應(yīng)用到了西藏錯(cuò)勤的1500KW微電網(wǎng)項(xiàng)目、“湖北隨州32MW新型電力系統(tǒng)項(xiàng)目”、“美國印第安納州15MW/5.5MWh黑啟動(dòng)項(xiàng)目”中。

“未來陽光電源還會在儲能系統(tǒng)的人機(jī)交互、智能化運(yùn)維方面還會有更大的研發(fā)投入和創(chuàng)新。”徐清清說。

據(jù)了解，陽光電源成立于1997年，專注于太陽能、風(fēng)能、儲能、氫能、電動(dòng)汽車等新能源電源設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器、風(fēng)電變流器、儲能系統(tǒng)、水面光伏系統(tǒng)、新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、充電設(shè)備、可再生能源制氫系統(tǒng)、智慧能源運(yùn)維服務(wù)等，并提供清潔能源全生命周期解決方案。

截至2022年6月，公司在全球市場已累計(jì)實(shí)現(xiàn)逆變設(shè)備裝機(jī)超269GW。

在此次發(fā)布會的最后，陽光電源也表示，面向未來，新型電力系統(tǒng)建設(shè)將是一項(xiàng)極具創(chuàng)新性的系統(tǒng)工程，需要發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)等多元主體深度協(xié)作、聯(lián)合創(chuàng)新，共建“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)發(fā)展新生態(tài)。

作為可再生能源規(guī)?；⒕W(wǎng)接入的重要一環(huán)，陽光電源儲能系統(tǒng)將在系統(tǒng)強(qiáng)度和短路容量提升、慣量支撐、寬頻振蕩抑制、故障穿越、大規(guī)模黑啟動(dòng)上，有更多的創(chuàng)新和突破，助力新型電力平穩(wěn)運(yùn)行。 

原標(biāo)題：陽光電源發(fā)布“干細(xì)胞電網(wǎng)技術(shù)” 儲能黑科技助力新型電力系統(tǒng)