新型可变惯量装置为光伏发电装上“频率稳定器”

“惯量模拟设备开关闭合，通信和交流并网信号正常。”记者11月19日获悉，国内首套100千瓦光伏发电可变惯量装置近日在河北电力科技园一次并网成功，标志着由国网河北省电力有限公司电力科学研究院(以下简称国网河北电科院)联合天津大学共同研制的新型光伏发电可变惯量控制装置进入应用阶段。

近年来，河北省光伏、风力发电等新能源发展加速。河北电力最新调度数据显示，截至9月底，河北南部电网仅光伏发电装机容量就已达到2700万千瓦，占总装机容量的44%。高比例新能源接入电网，随之带来了电力系统惯量和抗扰动水平不断下降等问题。

针对该问题，国网河北电科院在电力电子化设备并网系统惯量支撑和模拟控制技术上找到了新突破方向。自2022年以来，该院科研团队联合天津大学等高校，首创可变惯量时间常数的模拟算法，并配套研发国内首套光伏发电可变惯量模拟装置。

该装置采用一对串联的超级电容模组作为能量来源，能够通过实时追踪电网频率变化率和偏移量改变惯性时间常数，具备了可变惯量调节的控制特性。经第三方机构测试，该装置可模拟的惯性时间常数变化范围在3—12秒，惯量响应时间在0.3秒以内，关键参数达到国际领先水平。研发人员利用河北省能源互联网仿真建模与控制重点实验室大量的半实物进行仿真验证和优化选型设计，最终完成了适用光伏电站的可变惯量装置的样机研制和示范应用。

据介绍，相较于传统的固定参数虚拟惯量模拟技术，此次研发的可变惯量模拟装置能够更加有效地平抑系统频率波动，大大缩短电网故障后频率恢复时间，为含高比例新能源电力系统惯量提升和频率稳定提供了新的技术方案。