在“雙碳”目標驅(qū)動下，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)漸行漸近，高比例新能源電力的持續(xù)涌入、電力電子設(shè)備的大量接入，將給系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn)。直面新型電力系統(tǒng)的巨大挑戰(zhàn)，業(yè)內(nèi)一致認為，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)能夠有效支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定性重構(gòu)，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的必由之路。在稍早前舉行的遠景能源第七屆技術(shù)高峰論壇上，遠景重磅釋出“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案，為構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用蹚出了一條新路。

遠景能源新型電力系統(tǒng)技術(shù)總監(jiān)楊增輝

分享“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案

標準缺位，各自為戰(zhàn)

當前行業(yè)內(nèi)所談?wù)摰臉?gòu)網(wǎng)型技術(shù)，多指由構(gòu)網(wǎng)型變頻器控制算法實現(xiàn)的構(gòu)網(wǎng)型控制，以及由此衍生的構(gòu)網(wǎng)型變頻器等部件、構(gòu)網(wǎng)型風機等單機產(chǎn)品。在構(gòu)網(wǎng)型控制下，構(gòu)網(wǎng)型機組能夠根據(jù)電網(wǎng)運行需要自主構(gòu)建電壓，主動支撐電網(wǎng)電壓和頻率穩(wěn)定，增強電網(wǎng)強度，與過去被動適應(yīng)電網(wǎng)的隨網(wǎng)型機組有本質(zhì)區(qū)別。

2023年9月27日，國家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開展可再生能源發(fā)展試點示范的通知》，指出支持構(gòu)網(wǎng)型風電、構(gòu)網(wǎng)型光伏發(fā)電、構(gòu)網(wǎng)型儲能、新能源低頻組網(wǎng)送出等技術(shù)研發(fā)與工程示范，顯著提高新能源接入弱電網(wǎng)的電壓、頻率等穩(wěn)定支撐能力，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)隨之成為行業(yè)熱議的話題。

“新型電力系統(tǒng)需要構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)”雖已是行業(yè)共識，但落地執(zhí)行仍存障礙，尤其是業(yè)內(nèi)缺乏一套通用技術(shù)標準，開發(fā)商、設(shè)備商各自為戰(zhàn)，都在按照各自的想法尋找答案，很難形成合力系統(tǒng)性解決問題。正是由于缺乏統(tǒng)一國家和行業(yè)標準的指導，自然也缺乏基于標準規(guī)范的第三方認證，導致當前行業(yè)內(nèi)對構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的研究方向失焦且不夠成熟，普遍停留在部件或單機層面。然而瞬息萬變、精密復雜的高比例新能源電力系統(tǒng)需要的是系統(tǒng)性解決方案，構(gòu)網(wǎng)型風機與電網(wǎng)的耦合，風儲設(shè)備間的融和，以及風機與電力系統(tǒng)的配合，才是真正需要解決，且必須同時解決的關(guān)鍵問題，也是構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)需真正聚焦的著眼點。

遠景的選擇：用系統(tǒng)定義設(shè)備

面對構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的痛點、堵點，遠景站在了比構(gòu)網(wǎng)型部件與單機更高的維度，選擇從新型電力系統(tǒng)角度出發(fā)，用系統(tǒng)定義設(shè)備，為行業(yè)提供“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案。

“1”，即1個系統(tǒng)仿真設(shè)計平臺，也就是全時間尺度的電氣+機械仿真平臺，可根據(jù)新型電力系統(tǒng)應(yīng)用場景、發(fā)展階段、規(guī)模結(jié)構(gòu)準確定義設(shè)備特征，設(shè)計開發(fā)最佳構(gòu)網(wǎng)型產(chǎn)品。

“4”，指4類構(gòu)網(wǎng)型產(chǎn)品，覆蓋部件、整機、場站、系統(tǒng)四個層級。在部件級別，遠景研發(fā)了構(gòu)網(wǎng)型風機變頻器和儲能變流器，掌握先進構(gòu)網(wǎng)型算法，可實現(xiàn)隨網(wǎng)和構(gòu)網(wǎng)的無縫切換；在整機級別，遠景提供并網(wǎng)友好型、并網(wǎng)支撐型、并網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)型三類構(gòu)網(wǎng)型風機，以應(yīng)對新型電力系統(tǒng)的不同發(fā)展階段，同時，構(gòu)網(wǎng)型風機具有超寬電網(wǎng)適應(yīng)性，完美匹配弱網(wǎng)和強網(wǎng)各種場景；在場站級別，通過虛擬同步場站控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)風電場、儲能電站的類同步機特性，為新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的構(gòu)建提供大容量電壓源支撐；在系統(tǒng)級別，遠景研發(fā)了高比例/純新能源系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)弱電網(wǎng)乃至離網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制、并網(wǎng)與離網(wǎng)無縫切換、風光儲黑啟動。在這樣一套組合拳的配合下，什么場景在什么時候需要什么樣的構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，不僅算得清楚，更控制得明白。

全場景落地，領(lǐng)行業(yè)之先

遠景獨辟蹊徑，用系統(tǒng)定義設(shè)備并非摸黑過河，與生俱來的自研基因是最大底氣。以風電變頻器為例，作為業(yè)內(nèi)最早自研自制電氣系統(tǒng)的整機商，自2009年啟動研發(fā)工作至今，遠景累計出貨已超20000臺。正是基于對自研產(chǎn)品的深刻理解，遠景自研變頻器實現(xiàn)了從隨網(wǎng)時由載荷單一控制，變成構(gòu)網(wǎng)時雙邊協(xié)調(diào)載荷和電網(wǎng)調(diào)度，基于此而來的構(gòu)網(wǎng)型風機，成功攻克了電壓源特性下的載荷快速控制、整機協(xié)調(diào)控制等技術(shù)難題，能夠有效應(yīng)對構(gòu)網(wǎng)支撐時對風機的載荷沖擊。

值得注意的是，遠景“1+4”構(gòu)網(wǎng)型全棧解決方案，并不是停留在紙面的理論研究，更已在多個商業(yè)化項目中有所實踐。在鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，遠景打造了風光儲的構(gòu)網(wǎng)型基地示范工程，包括構(gòu)網(wǎng)風機30MW、構(gòu)網(wǎng)儲能10MW/20MWh，光伏600kWp及負荷20MW，能夠?qū)崿F(xiàn)整個源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)的離網(wǎng)長時間運行、并網(wǎng)/離網(wǎng)無縫切換與黑啟動，在實際運行中完成實驗認證與示范帶動作用。在海外，遠景更是憑借全棧解決方案帶來的技術(shù)優(yōu)勢和客戶價值，在頂級應(yīng)用場景與全球行業(yè)巨頭的激烈競爭中脫穎而出，成功中標毛里求斯光儲混合虛擬同步電站項目。該項目作為毛里求斯主力電源，供應(yīng)著當?shù)?0%的電力，能實現(xiàn)弱并網(wǎng)運行、離網(wǎng)運行、并網(wǎng)/離網(wǎng)無縫切換、隨網(wǎng)/構(gòu)網(wǎng)無縫切換、光儲黑啟動等所有場景，是行業(yè)內(nèi)對并離網(wǎng)運行工況覆蓋最全的項目，將于2024年建成投運。不僅如此，憑借在多個實際項目中展現(xiàn)出的硬實力，遠景領(lǐng)行業(yè)之先，正在積極參與國內(nèi)外構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)行業(yè)標準制定。

經(jīng)過30多年的大發(fā)展，中國風電已全面邁入3.0時代，行業(yè)規(guī)模領(lǐng)跑全球、技術(shù)實力領(lǐng)先世界，但中國風企日新月異的技術(shù)創(chuàng)新并未就此止步。面對構(gòu)造新型電力系統(tǒng)的必由之路——構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，遠景已先行先試，引領(lǐng)探索。系統(tǒng)定義設(shè)備，遠景也愿意協(xié)同系統(tǒng)設(shè)計者持續(xù)完善和進化，大步向前，共同成長。