中国储能网讯:党的二十大报告提出,“要积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系”。《“十四五”可再生能源发展规划》提出,提高能源供给保障能力,统筹优化风电光伏布局和支撑调节电源,提升输电通道输电能力和新能源电量占比,重点建设新疆、黄河上游等七大新能源基地和海上风电基地集群,改善新能源发电涉网性能,提升风电、光伏发电主动支撑能力和适应电力系统扰动的能力,加大新型电力关键技术研究与推广应用,提升系统安全稳定运行水平。
我国能源资源分布特点是北多南少、西富东贫。能源资源分布与经济布局的矛盾,决定我国能源流向是由西向东、由北向南。能源资源禀赋和能源消费的地区差异,影响能源的合理配置和有效利用。目前,大规模、远距离的西气东输、西电东送成为我国能源运输的基本格局。大型风光电基地建设先后被纳入多个国家行动纲领;国家发展改革委和国家能源局发文支持新能源电力能建尽建、能并尽并、能发尽发,加快推进风光大基地等项目建设。新能源发电出力的间歇性、波动性和随机性,电力电子设备无电压源特性和无主动支撑能力,新能源场站的发电设备数量庞大、布置分散,以及新能源互补能源多元化应用场景比较多,对大规模新能源接入电网提出了挑战。需要对以“双高”特性为主导的电力系统开展大规模新能源并网安全稳定运行研究,提升风光电基地外送能力。
随着新型电力系统发展,非同步电源逐步成为系统的主体,电源对系统的电压、惯量的支撑能力日益下降。随着特高压直流发展、清洁能源大规模开发、高比例受电地区集中出现,动态无功储备下降、电压支撑不足问题日益凸显,成为影响电网安全稳定的主要问题之一。
新型电力系统迫切需要高效率的动态电压和惯量支撑设备。目前,新型同步调相机可以满足这种需求。同步调相机主要有两大特点:一是有固有的转动惯量,二是能提供短路容量。此外,它还有快速响应高性能励磁系统,过负荷能力,电压、频率穿越能力,瞬态、暂态动态性能,并具有高可靠性和运维便捷性。
调相机整体是一种动态无功补偿装置,主要用于维持电网电压水平。特高压直流输电工程送端暂态过电压是限制直流输电能力和新能源电量消纳的主要因素,新能源对换流站引发的暂态过电压具有助增作用。按照无功分层分区、就地平衡的原则,在新能源侧配置一定容量的调相机,可有效抑制暂态过电压。
建议加快前沿技术攻关研究,开展高惯量调相机、储能调相机、双轴励磁调相机等新技术研究,以提升电机效率,降低电机体积和重量,提高转动惯量。为降低调相机运行耗电量、提高调相机运行可靠性,建议开展构网型静止调相机和具备支撑能力的光储集成同步发电机技术研究及示范推广。
建议提升运维手段,实现数字化智慧运维,实时监测温度、电气、环境、机械全方位运行数据,实现调相机无人值守、智慧监控、智慧运维。
建议统筹推进水风光储综合基地一体化开发,充分利用水电、火电、气电、抽水蓄能等多种发电形式,发挥灵活调节和多能互补一体化优势;基于已有常规能源,增强系统调节能力,最大化发挥常规能源调节作用;对退役火电和燃气机组进行调相机改造,为系统提供更多电压和惯量支撑。
建议建立标准体系,基于工程实践,联合业内企业、学校、管理单位编制涵盖调相机设计制造、试验调试、工程建设和运行维护在内的系列化标准,构建完善的标准体系。