提纲N康瑞继堡
01新型电力系统的挑战与应对
02构网型技术原理与基本功能
03南瑞继保构网储能技术实践
04展望及建议
Ww.nrec.Com3
IRENA预测,为实现2050/2060年碳中和,全球范围内需要增加更多的可再生能源发电。其中,以光伏和风电为主的VRE,
其装机占比需要超过80%,发电量需要超过70%。
Electricitycapacity(GW)
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
2020
37%
19%
2030
PES
58%
43%
2050
PES
80%
67%
2020
37%
19%
2030
1.5-S
77%
62%
2050
1.5-S
94%
81%
Source:IRENAWorldEnergyTransitionsOutlook2023WWw.nrec.Com4
新能源发展趋势
电力系统逐步演变为以新能源为主体的新型电力系统。
南瑞继保
NNRELECTRIC
Windonshore
Windoffshore
2050PES
73%
53%
2030
PES
46%
27%
2050
1.5-S
91%
70%
Renewable
VREshare
28%
9%
28%
9%
energyshare
SolarPV
0-
2020
2020
风电、光伏等新能源相对于火电、水电等常规电源,出力间歇性/波动性、
并网器件低裕度/快速控制性是对大电网构成挑战的基本原因
-换流器主要基于IGBT等器件,设计裕度较小,控制保护快速跟随电网变化;
-电网故障期间,保护自身硬件安全为主,为电网提供惯量、电压为辅。
-电力系统的根本任务是满足负荷用电需求,即电源按负荷曲线进行调整;
-风光一次能源无法存储,不具备匹配负荷的能力,还可能增加电网负担。
“极热无风、晚峰无光”
电力电量平衡问题
一武电场实一具场理功
W
4生2
5
新型电力系统的挑战与应对NR南瑞继保
电力平衡的影响:
常规电源占比会不断降低,新能源出力波动性和间歇性,无法满足负荷用电需求,电力系统调节电源存在较大缺口。主要采用抽蓄、新型储能、压缩空气和制氢等能源转换和存储手段解决电量长期平衡问题,随着电化学储能技术成熟和成本降低,电化学储能成为标配。
6
电力稳定的影响:
新能源发电设备对电力系统的主动支撑能力不足,缺少转动惯量、不参与电压频率的主动支撑,电力系统在扰动下电压、频率、功角稳定性恶化;
新能源通过大量电力电子接入,引入了宽频振荡等稳定性问题;
常规“修补”已经难于解决问题。
主动支撑能力差
较短时间尺度--电网安全稳定
20
i
)
W7
宽频带振荡问题
功角稳定性问题
电压稳定性问题
频率稳定性问题
PP
现有解决方案:储能+调相机
·储能—有功调节:调频、调峰
·调相机一电压支撑(带惯量):支撑电压稳定(设备成本高和维护复杂)新的解决方案:新型构网技术
·以变流器/换流器为载体,以构网控制为核心构建同步电源,提供惯性和电压支撑
·构网载体有:储能、柔直、SVG等
新型电力系统的挑战与应对NR康瑞继堡
构网型技术:以电力电子设备的变流器为载体,建立电压和频率支撑的新型技术
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提纲N康瑞继堡
01新型电力系统的挑战与应对
02构网型技术原理与基本功能
03南瑞继保构网储能技术实践
04展望及建议
WWw.nrec.Com9
·电力电子设备构网能力的构建,与常规机组不同,常规机组靠惯量维持电压内电势,而电力电子变流器靠控制,实现与同步机类似甚至超越同步机的电压源外特性。
惯量维持内电势
交流同步电压源
Pcontrolθ
Qcontrol
Ve
Vs
电力电子控制
建立电压能量来自直流侧
二三电平脉宽调制
(PMW)
模块化多电平
(MMC)
新型构网技术原理
水火电机组
同步调相机
其他同步机组
NR
Z。
Vg
能量来自机械旋转势能
W10
PCC
十
Vpoc
ee!
·可在扰动前、中、后各阶段,构建起电力系统稳定运行必须的电势(