近日，中國西電集團所屬西安西電電力電子有限公司在陜西西安揭牌成立。該公司旨在更好地推動我國電力電子事業(yè)蓬勃發(fā)展，助力以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)，為中國電力事業(yè)提供自主可控的電力產(chǎn)品。
長期以來，火電、水電等作為電網(wǎng)主要支撐性電源，有力保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。隨著“雙碳”目標推進，新能源占比不斷增加，而同步發(fā)電機電源比例不斷降低，電力系統(tǒng)面臨系統(tǒng)平衡機制由“確定性發(fā)電跟蹤不確定負荷”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;不確定發(fā)電與不確定負荷雙向匹配”。現(xiàn)有可控電源的深度調(diào)節(jié)能力難以抵消新能源出現(xiàn)的隨機波動性等問題，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行將受到嚴峻考驗。
“就目前而言，基于新能源的特性，電網(wǎng)是沒辦法無限接納新能源并網(wǎng)的。”西安西電電力電子有限公司執(zhí)行董事婁彥濤表示，目前，在實際工程中廣泛使用的變流器采用跟網(wǎng)型控制策略，其外部表現(xiàn)為電流源特性，無法承擔按需提供慣量保持供需平衡（頻率穩(wěn)定）和平穩(wěn)電網(wǎng)電壓，隨著新能源發(fā)電裝置的不斷增加，系統(tǒng)擾動對電力系統(tǒng)安全運行的影響越來越明顯。
婁彥濤表示，近年來，隨著大規(guī)模新能源建設(shè)的推進，暴露出了系統(tǒng)安全穩(wěn)定風險問題，包括整個系統(tǒng)一次調(diào)頻能力不足、故障影響范圍擴大等，對電網(wǎng)造成了較大沖擊。
在西安西電電力電子有限公司副總經(jīng)理白世軍看來，當前存在的新能源打捆水電、火電并網(wǎng)送電，其實也是從保障電網(wǎng)穩(wěn)定考慮，一定程度上限制了大規(guī)模新能源規(guī)模外送的需要。為了應(yīng)對新能源發(fā)電高比例并網(wǎng)導致傳統(tǒng)電網(wǎng)慣性減弱的問題，新能源裝備的創(chuàng)新發(fā)展以及構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)越來越被行業(yè)所關(guān)注。
據(jù)了解，構(gòu)網(wǎng)型變流器是通過在變流器控制環(huán)節(jié)中模擬同步發(fā)電機的運行機制，讓新能源發(fā)電機組變得像同步機一樣對電網(wǎng)有足夠的支撐能力。“在風電、光伏等新能源發(fā)電側(cè)，打造構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)技術(shù)，能夠幫助提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。”婁彥濤認為，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的實現(xiàn)將極大程度地降低當前大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電網(wǎng)風險。目前這一技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外的新能源變流器、儲能系統(tǒng)中開展了部分研究示范，其技術(shù)應(yīng)用前景被寄予厚望。
據(jù)統(tǒng)計，西北電網(wǎng)2022年預(yù)計新能源投產(chǎn)超4千萬千瓦（包括沙漠、戈壁、荒漠大型風光基地項目），總裝機將超過1.8億千瓦，同時，電化學儲能投產(chǎn)將突破300萬千瓦，西北電網(wǎng)將迎來史上新能源投產(chǎn)規(guī)模最大的一年。為此，西北電網(wǎng)也在相關(guān)規(guī)劃中提出，要持續(xù)做好涉網(wǎng)性能提升，加快新能源抗擾、主動支撐、感知能力改造，推動其從“并網(wǎng)”向“組網(wǎng)”轉(zhuǎn)變；積極試點支撐新型電力系統(tǒng)的構(gòu)網(wǎng)型新能源和儲能涉網(wǎng)技術(shù)，盡可能避免“先投產(chǎn)、再改造”的發(fā)展老路。
婁彥濤透露，“構(gòu)網(wǎng)型”電力電子變流器推廣應(yīng)用是電網(wǎng)企業(yè)、新能源設(shè)備制造商、新能源業(yè)主等多方博弈發(fā)展的過程。未來，市場剛性需求會比較強烈，目前主流設(shè)備廠商都在布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)。西安西電電力電子有限公司正在做相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局。
與此同時，隨著新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的加快，電力行業(yè)的電力電子化趨勢也日趨明顯。婁彥濤認為，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，給電力電子技術(shù)帶來了巨大的發(fā)展空間。他表示，現(xiàn)有的傳統(tǒng)并網(wǎng)方式還存在損耗高、占地大等問題，西安西電電力電子有限公司提出基于全國產(chǎn)化IGCT-Plus器件為核心的新型構(gòu)網(wǎng)型高壓級聯(lián)電力電子裝備，通過電力電子級聯(lián)的方式，具有電壓支撐和主動慣量支持特性，維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。同時與跟網(wǎng)型設(shè)備相比在占地面積、建設(shè)周期和設(shè)備運維等方面都有較大的優(yōu)勢，是未來電力電子裝備發(fā)展的趨勢，具有廣闊發(fā)展與應(yīng)用前景。
據(jù)悉，西安西電電力電子有限公司以“深耕電力電子技術(shù)新領(lǐng)域，開創(chuàng)零碳柔性配電新生態(tài)”為使命，核心業(yè)務(wù)覆蓋多場景電力電子變流器、交直流混合配網(wǎng)解決方案、先進儲能并網(wǎng)解決方案、電能質(zhì)量監(jiān)測與治理解決方案以及第三代半導體功率器件封測技術(shù)研發(fā)。
婁彥濤表示，中國西電集團在電力電子行業(yè)有著深厚的積淀，從設(shè)計制造到產(chǎn)業(yè)鏈布局都有著先發(fā)優(yōu)勢。西安西電電力電子有限公司的成立將繼續(xù)承擔起央企責任與使命，致力融合智能化技術(shù)和先進電力電子技術(shù)。除關(guān)注解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納問題外，公司還將全力打造新型柔性配電網(wǎng)尖刀產(chǎn)品和解決方案，如百兆瓦的級聯(lián)式直掛儲能、構(gòu)網(wǎng)型電力電子變流器等，為零碳柔性配電新生態(tài)貢獻西電智慧，為中國西電集團實現(xiàn)成為世界一流智慧電氣系統(tǒng)解決方案服務(wù)商的目標提供強有力支撐。
作者：張 宇
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