硬技術(shù) | 特變電工新能源TSVG為新能源大基地并網(wǎng)保駕護航
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期：2021-03-23
核心提示：
硬技術(shù) | 特變電工新能源TSVG為新能源大基地并網(wǎng)保駕護航
隨著(zhù)新冠肺炎疫苗的推出、經(jīng)濟活動(dòng)增加及出行反彈，2021年全球能源行業(yè)已呈現結構性復蘇態(tài)勢，能源轉型步伐加快，清潔低碳能源發(fā)展勢頭迅猛，“碳減排”“碳達峰”“碳中和”成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)。
可以看到，各地正在加快新能源開(kāi)發(fā)力度，十四五期間新增新能源裝機高增確定性強。近期，已有多個(gè)省份發(fā)布新能源十四五發(fā)展規劃，提出要大力發(fā)展新能源和可再生能源。
新能源高比例并網(wǎng)可能導致電力平衡較為困難，對電網(wǎng)的調峰能力提出更高要求。不同于常規能源發(fā)電，新能源發(fā)電系統的輸出功率和天氣等因素息息相關(guān)。這種隨機的、隨時(shí)間變化的功率在并網(wǎng)運行中容易對電網(wǎng)的穩定性及電能質(zhì)量造成很大影響，并且隨著(zhù)新能源發(fā)電的規模不斷增大，這種影響也越來(lái)越大。SVG 以靈活的控制方式、更快的響應時(shí)間、更平滑的電壓控制能力，能大大改善新能源電站性能，對提高電網(wǎng)穩定性和電能質(zhì)量有顯著(zhù)意義。
隨著(zhù)新能源基地的大批量接入電網(wǎng)和電網(wǎng)設備及控制方式的變化，勢必導致電網(wǎng)阻抗呈現寬范圍變化的特性，進(jìn)而嚴重影響新能源基地并網(wǎng)系統的控制性能，極易引發(fā)振蕩及系統不穩定等問(wèn)題。
2020年12月，各大風(fēng)電基地搶并網(wǎng)過(guò)程中，在我國內蒙古錫盟基地、新疆準東基地，均出現了220kV母線(xiàn)電能質(zhì)量問(wèn)題。以準東風(fēng)電基地為例，背景諧波電壓總畸變率超過(guò)7%，大大超過(guò)了GB/T14549《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》規定2%的限值，電壓波形產(chǎn)生嚴重畸變（如圖1所示），對并網(wǎng)設備提出嚴峻的考驗。
SVG作為基地匯集站重要帶電設備，是保障各風(fēng)電場(chǎng)平穩投運的前提，是對風(fēng)電基地電能質(zhì)量的基礎保障，SVG設備本身又是基于電力電子器件的鏈式拓撲，對電網(wǎng)諧波敏感程度高，如果設備在諧波耐受方面能力不足，或自身不具備諧波治理功能，則無(wú)法完成新能源大基地的送電安全保障工作，嚴重影響業(yè)主收益。
圖1 投運前220kV母線(xiàn)電壓波形/諧波含量
特變電工新能源SVG研發(fā)團隊以該基地電網(wǎng)背景參數為基礎，基于公司RT-LAB半實(shí)物仿真平臺驗證，推演顯示：常規SVG控制策略在此嚴重諧波電壓背景下并網(wǎng)，功率模塊直流側出現電壓發(fā)散的情況（如圖2所示），將直接導致SVG直流電壓失控，從而導致SVG輸出電壓失控，無(wú)法正常運行。
圖2 高諧波背景下模塊直流電壓仿真圖
針對大基地高背景諧波的情況下，特變電工新能源SVG研發(fā)團隊通過(guò)深入理論分析及基于RT-LAB及國產(chǎn)化ADPSS仿真雙平臺縱向對比分析，制定針對新能源大基地并網(wǎng)高背景諧波比例的SVG并網(wǎng)控制算法研究，采用SVG多層控制，算法改進(jìn)、參數調整、優(yōu)化諧波抑制策略等方式，不僅僅解決了SVG自身并網(wǎng)穩定性控制問(wèn)題，同時(shí)改善了新能源大基地電網(wǎng)諧波超標問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)反復驗證試驗論證，確保了SVG功率模塊直流電壓側穩定（如圖3所示）。
圖3 控制策略調整后模塊直流電壓仿真圖
2020年12月20日，在準東風(fēng)電基地，隨著(zhù)SVG并網(wǎng)指令下達，特變電工新能源TSVG一次性并網(wǎng)成功，該基地六套水冷直掛45MvarSVG全部一次運行后，啟動(dòng)電網(wǎng)諧波抑制功能，使電網(wǎng)諧波電壓含有率降低了50%以上（SVG投運后220kV母線(xiàn)電壓波形及諧波數據如圖4所示），抑制了電網(wǎng)系統諧波，穩定了電網(wǎng)系統電壓，最終順利完成了準東風(fēng)電基地220kV匯集站并網(wǎng)投運，為下屬11個(gè)風(fēng)電站2020年強裝并網(wǎng)提供了可靠保障。
圖4投運后220kV母線(xiàn)電壓波形/諧波含量
特變電工新能源SVG產(chǎn)品線(xiàn)以其強大的科研投入和實(shí)力，在國內率先完成錫盟、張北、青豫直流大基地網(wǎng)源協(xié)調仿真實(shí)驗，基于公司RT-LAB仿真平臺、國產(chǎn)化ADPSS平臺雙驗證。針對高比例新能源接入電網(wǎng)安全穩定性問(wèn)題進(jìn)行專(zhuān)項研究，通過(guò)創(chuàng )新算法，突破了弱電網(wǎng)和高諧波背景下的SVG并網(wǎng)技術(shù)，已成功保證了上千座新能源電站的順利投運。
特變電工新能源將繼續秉承“奉獻綠色能源，創(chuàng )造美好生活”的使命，矢志為全球客戶(hù)提供高效可靠的綠色智慧能源解決方案。