2025年大规模新能源馈入电网直流主动支撑和直流大母线技术报告-浙江大学(黄莹)(2025年政策) 99xcs.com

浙江大学黄莹教授团队的《大规模新能源馈入电网直流主动支撑和直流大母线技术报告》,聚焦新型电力系统构建中大规模直流馈入带来的稳定性挑战,系统阐述了稳定性分析、柔性直流主动支撑及直流大母线构建三大核心技术,为新能源高效消纳与电网安全稳定运行提供了关键解决方案。

报告指出,随着海上风电、区外直流等非同步机电源占比提升,受端电网呈现低惯量、低强度特性,面临双重风险:频率支撑不足导致大幅跌落,暂态无功支撑削弱引发电压失稳与新能源脱网。为应对这些挑战,需突破三类关键技术:稳定性分析技术、柔性直流主动支撑控制技术、直流大母线构建技术。

稳定性分析技术方面,建立了多维度评估体系。频率特性评估提出等效惯量因子、稳态频率偏差因子等指标,区分正常态与故障态差异;电压强度评估创新电压刚度指标,量化非同步机电源的电压支撑能力,弥补传统短路比评估的局限性;同时构建了覆盖柔直、光伏、风机的机电暂态建模方法,开发了大规模新能源场站等值建模技术,为稳定性分析提供工具支撑。

柔性直流主动支撑控制技术聚焦频率与电压两大核心诉求。频率支撑通过协同送端电源与储能,提升柔直秒级过负荷能力,构网型与跟网型控制在百毫秒级响应虽有差异,但最终支撑效果一致,30%过负荷能力可显著提升等效惯量与调频贡献度;电压支撑通过优化双环电流控制参数,在正常工况保留动态无功容量,故障工况下在短路电流约束内最大化支撑能力,同时通过负序电流主动抑制,降低三相电流不平衡度与最大短路电流。

直流大母线构建技术为解决大规模新能源远距离输送难题提供新路径。新能源外送已历经点对点风光火打捆传统直流、点对点柔性直流两个阶段,均存在通道利用率低等问题;第三阶段基于直流大母线的柔性直流电网,通过汇集多个新能源基地,可将直流通道利用小时数从3167小时提升至6000小时。其关键技术包括直流汇集送出技术、隔离型与自耦型直流变压技术、多端口直流断路器及直流潮流控制技术,适用于西电东送互联、一带一路多国互联、海上风电广域汇集等场景。

报告强调,三类技术协同发力,可有效破解大规模新能源馈入的稳定性瓶颈。未来需持续推进核心技术突破,推动新一代直流电网建设,为国家能源战略转型与新型电力系统安全稳定运行提供坚实支撑。

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