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模拟未来电网中并网逆变器的作用
2022年06月05日    阅读量:4034    新闻来源:熊猫信息网  |  投稿

太平洋西北国家实验室(PNNL)的一个研究团队最近开发了一种新型的重要设备,它可以充当一种转换器,使风能和太阳能等可再生能源能够更好地向电网供电。这种被称为并网逆变器的设备在将太阳能发电场等处产生的直流电转换为交流电(交流电)方面起着关键作用,交流电是电源插座的标准,同时保持电网的稳定性。

PNNL工程师设计的模型旨在让公用事业运营商测试如何安全地向电网添加新电源,从而提高电力系统的弹性和稳定性。该型号规范最近获得了美国西部电力协调委员会(WECC)的批准,WECC是一家非营利性公司,负责确保美国西部14个州、加拿大两个省和墨西哥北部的可靠电力供应。该批准意味着该模型可集成到北美和世界其他地区数千家公用事业公司使用的商用网格模拟工具中。

并网逆变器对未来电网的重要性

稳定的电网意味着人们有可靠的电力,停电的可能性较小。随着越来越多的可再生能源开始改变电力系统的能源结构,电力系统运营商正在努力了解逆变器如何影响系统的行为。基于逆变器的资源,如并网逆变器,对电网性能至关重要。未来,随着可再生能源在能源结构中的比重越来越大,电网将需要更多的并网逆变器。

PNNL的并网逆变器建模工作对公用事业行业有实际影响

PNNL的并网逆变器建模工作始于微电网的开发,微电网设计为自给自足的能源,通常用于关键终端使用负荷和偏远社区。先前的研究已经证明,使用并网逆变器运行100%基于逆变器的微电网是可能的,并网逆变器可以独立运行,而无需依赖传统的同步发电机。在能源部(DOE)电力微电网项目办公室的支持下,PNNL领导并参与了多个用于微电网研究的并网逆变器建模项目。

但在过去的一年里,PNNL高级研究员杜伟和他的团队一直在研究并网逆变器如何影响大规模输配电系统。微电网研究结果表明,并网逆变器可以确保系统的稳定性,从而将可再生能源整合到未来的电网中。继这项早期研究之后,该团队开发了用于输电系统研究的通用降速控制并网逆变器模型。这是WECC建模和验证小组委员会最近批准的模型。

WECC建模与验证小组委员会主席王松,说:“未来,并网逆变器将对电力系统越来越重要。WECC模型库中现有的逆变器模型都是基于电网跟踪的,不能代表并网逆变器。PNNL开发的新模型使WECC能够研究并网逆变器将如何影响输电层的电网。我们基于e模型表明,并网逆变器对电力系统的稳定性有非常积极的影响。我们相信PNNL所做的工作将极大地帮助公用事业行业更好地了解并网逆变器及其对电力系统的潜在影响。"

网格形成技术引起了DOE的注意

该研究起源于PNNL,作为内部资助计划的一部分,并得到了DOE太阳能技术办公室(SETO)和风能技术办公室(WETO)的进一步支持。最近,SETO和WETO为并网逆变器(UNIFI)联盟授予了2500万美元的通用互操作性,以进一步研究并网技术。UNIFI联盟是学术界、国家实验室和行业的重要合作项目,由国家可再生能源实验室、华盛顿大学和电力研究所领导。UNIFI是一项多年的努力,旨在为并网逆变器创造一个生态系统,以支持电网并推动技术超越最先进水平。Wei担任PNNL首席研究员和UNIFI建模与仿真领域的技术负责人。Wei将与PNNL联合领导Yuan Liu合作,通过与所有联合体成员合作,进一步推进并网逆变器建模和仿真技术。目标是统一各种网格形成技术的模型及其在电力系统中的不同应用。

Henry Huang,PNNL实验室研究员兼部门副经理,负责电力电子和可再生能源集成的研究组合,注意:“为了实现清洁电力和脱碳经济的国家目标,基于逆变器的可再生能源发电将是未来能源结构的重要组成部分。逆变器将从根本上改变电力系统动力学,因此需要新的方法来建模和模拟这样的系统。Wei在并网逆变器建模方面的成功是朝着充分理解了解新的电力系统动力学和控制器的优化设计,以实现更美好的未来电网。"

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