7月11日，世界首臺電壓源型風電機組在國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)(實驗)中心張北試驗基地成功并網(wǎng)穩(wěn)定運行。電壓源型風電機組是國家重點研發(fā)計劃項目“大容量風電機組電網(wǎng)友好型控制技術(shù)”的重大研發(fā)成果，項目由中國電科院牽頭承擔，聯(lián)合整機制造企業(yè)運達風電、風電變流器制造企業(yè)陽光電源、合肥工業(yè)大學等形成產(chǎn)學研聯(lián)合攻關(guān)團隊，攻克了電壓源型風電機組主控及變流系統(tǒng)核心控制技術(shù)，基于中國電科院風電機組控制系統(tǒng)硬件在環(huán)數(shù)模混合實時仿真平臺完成了核心控制算法開發(fā)與優(yōu)化。電壓源型風電機組的成功研發(fā)，突破了傳統(tǒng)控制模式下電網(wǎng)的風電極限裝機容量限制，拓展了風電的市場容量和應用前景，為實現(xiàn)百分之百新能源電力系統(tǒng)提供了重要的裝備與技術(shù)支撐，對構(gòu)建我國清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系意義重大。
不同于跟隨式并網(wǎng)控制，電壓源型風電機組通過模擬同步發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動方程，直接控制其輸出電壓幅值和相位，具有自同步電網(wǎng)特性，屬于形成式并網(wǎng)控制。其能夠主動支撐電網(wǎng)頻率/電壓穩(wěn)定，并對系統(tǒng)提供慣量/阻尼支撐，對外呈現(xiàn)電壓源控制特性，特別適用于新能源占比較高的弱電網(wǎng)環(huán)境，甚至是獨立組網(wǎng)運行。
我國是新能源裝機最多、發(fā)展最快的國家，歐盟更是提出在2050年實現(xiàn)100%可再生能源電力系統(tǒng)目標，如何構(gòu)建以新能源發(fā)電為主力電源的新型電力系統(tǒng)已成為世界能源電力領域發(fā)展面臨的重大科學與工程問題。風電等新能源發(fā)電通過快速控制的電力電子變流裝置并網(wǎng)，屬于電網(wǎng)跟隨式控制，其不主動響應系統(tǒng)頻率/電壓變化，缺乏主動支撐能力，僅適用于以同步機為主導的電網(wǎng)環(huán)境。隨著風電的進一步發(fā)展，系統(tǒng)的常規(guī)同步發(fā)電機組被風電大量替代，高比例風電系統(tǒng)穩(wěn)定水平持續(xù)下降，在大功率缺失或系統(tǒng)故障情況下，極易引發(fā)系統(tǒng)解列與崩潰事故。而在以新能源發(fā)電為主導電源的新型電力系統(tǒng)中，風電若要取代常規(guī)同步發(fā)電機組的主導地位，就將必須承擔起建立系統(tǒng)電壓和維持系統(tǒng)實時能量平衡的義務。
