相对于火力发电“发电厂—电网—用户”的传统模式，新能源发电的传输模式大不相同。无论是国家级的光伏项目，还是一家一户零散安装的光伏板，都可以参与发电并网。这种“多箭齐发”的传输模式，对传统电网的稳定性产生了极大挑战。由沧州供电公司投资1600万元研发的“含虚拟惯量新能源并网系统的区域协同控制及应用”技术，就解决了这个难题。日前，这项技术荣获河北省科学技术进步奖三等奖。
“传统的火力发电，依靠设备旋转产生的机械能转化为电能，具有强大的惯性。因此，个别线路上的扰动并不会对电力输送产生什么影响。但多箭齐发的新能源发电输送模式，则与火力发电完全不同。一旦个别线路出现扰动，则可能会导致周边线路短路或停电。”该项目负责人、沧州供电公司发展部宋文乐说，之前，这对于整个行业来说，都是一个普遍难题。
沧州供电公司技术团队围绕电力系统惯性量化评估、虚拟惯量耦合控制技术、基于惯量优化的多区域协同控制系统，产学研用联合攻关，取得创新性成果。新成果被命名为“含虚拟惯量新能源并网系统的区域协同控制及应用”，主要有三个方面的创新。电力系统惯性量化评估方面，构建风电、光储虚拟惯量和区域电网的惯量量化评估体系，完善含虚拟惯量系统的稳定性机理，为衡量高比例新能源电力系统抗扰能力提供科学依据。虚拟惯量耦合控制技术方面，发明风电机组、光储变惯量虚拟同步耦合控制技术，解决新能源机组因调频、阻尼能力欠缺无法实现高比例消纳的难题，提升电力系统惯量支撑能力和抗干扰能力。多区域协同控制系统方面，发明多区域风电、光储虚拟惯量的协同控制优化运行系统，掌握惯量、频率调整及低频振荡多重控制目标之间的规律，通过多区域协同惯量控制，提高含高比例新能源电力系统的稳定性。
宋文乐介绍，这项技术不但适用于光伏发电，也适用于风电等清洁能源传输设备。随着项目不断深化应用，沧州市已连续3年实现新能源全额消纳，促进了新能源与电网协调发展，保障了“光伏+煤改电”和“光伏乡村振兴”工程顺利推进，对改善民生和促进京津冀绿色低碳发展具有重大社会效益。
目前，这项技术已在河北、广西等4个省份推广应用，覆盖新能源场站553座。2021年河北南网新能源发电量达253亿千瓦时，折合减少标煤消耗810万吨，减排二氧化碳2100万吨，减排氮氧化物、二氧化硫13万吨，相当于种植5.76万公顷阔叶林产生的减排效果。(记者 鲁 萍 通讯员 王 蒙)
