广东电网与湖南大学合作研发构网型柔性互联系统,突破电网频率稳定支撑关键技术

当前,新型电力系统建设加速推进,新能源装机占比不断提高,电网惯量水平下降和频率调节资源结构变化等问题日益凸显。,柔性直流、柔性互联等电力电子设备广泛应用,虽然增强了跨区电力互济和新能源消纳能力,但也对电压和频率稳定控制提出了更高要求。传统"跟网型"控制依赖强电网支撑,在电网扰动、弱网运行或孤网供电等场景下,其频率与电压支撑能力有限;现有"构网型"策略在复杂工况下仍存在电压抬升、限流与功率分配矛盾,以及并网-离网切换不够平滑等问题。 原因分析: 首先,电力电子换流器本身缺乏同步发电机的物理惯量,若控制策略设计不当,系统对频率扰动的响应可能过强或过弱,导致频率波动扩大或动态恢复不足。其次,柔性互联系统需要两端换流器协同控制,既要提供频率支撑,又要在电压异常、短时过载等情况下进行电流限制与功率协调,这种多目标耦合增加了控制设计难度。此外,并网到离网的切换若检测与切入机制不完善,容易产生控制模式切换冲击,影响供电连续性和设备安全。 技术影响: 该专利聚焦"双端构网型柔性互联系统"的关键控制环节,为解决弱网、复杂扰动及孤网需求场景下的稳定运行问题提供了新思路。方案在送端和受端换流器分别采用直流侧功率-电压下垂控制和频率支撑策略,通过增大换流器等效惯量与阻尼来主动支撑电网频率。这个设计针对新能源高占比情况下的"低惯量"问题,有助于抑制初期频率偏移。同时,方案结合虚拟导纳控制和交流电流控制,在电压抬升时实施抑制,兼顾安全与电能质量。其创新点在于采用带正反馈的主动频率偏移检测策略,实现并网到离网的平滑切换。 行业对策: 构网型控制与柔性互联系统的规模化应用需要技术、标准和工程合力推进:一是开展关键指标的可重复工程验证,形成实用化的参数整定方法;二是完善构网型设备的并离网切换、故障穿越等控制要求,建立系统协同评价标准;三是优化调频资源、储能等配置,实现构网型装备与传统调节资源的优势互补。 发展前景: 随着分布式新能源、海上风电等新型电源和负荷加速接入,电网运行将更加多元化,既需要柔性互联通道,也需要具备自主支撑能力的电力电子设备。该技术若能实现更平滑的切换、更可控的电压抑制和更有效的频率支撑,将为提升电网韧性、促进新能源消纳提供重要支撑。未来需重点关注专利成果的工程转化,以及在不同电网条件下的适应性表现。

这项技术突破既有力应对了能源转型挑战,也表明了我国电力科技从跟随到引领的发展态势;在构建新型电力系统的过程中,持续强化核心技术攻关,才能在全球能源变革中把握战略主动权。