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面向大规模新能源馈入受端电网的柔性直流主动支撑技术

电气设备 2026-10-20 浙江大学 小烨
面向大规模新能源馈入受端电网的柔性直流主动支撑技术

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这份研报主要讲了什么内容?

这份研报主要探讨了面向大规模新能源馈入受端电网的柔性直流主动支撑技术。报告分析了新型电力系统下受端电网高比例直流和新能源馈入带来的动态特性变化,如惯量水平下降、暂态无功支撑不足、多频段振荡风险增加等问题。报告从惯量和频率主动支撑、电压主动支撑、阻尼主动支撑三个方面展开研究,提出了等效惯量因子、电压刚度指标等评估方法,并设计了多能量源协同支撑策略、无功电流曲线优化控制技术等解决方案。研究还分析了柔直在不同控制模式和过负荷能力下提供惯量和频率支撑的作用,以及如何通过虚拟并联电导注入提升模态阻尼等技术手段。报告最后总结了当前研究成果和未来发展方向,强调了系统-柔性直流-装备协同机制的重要性。

柔性直流技术未来的发展趋势如何?

柔性直流技术未来的发展趋势将聚焦于提升受端电网稳定性的多层级协同机制。随着新能源占比持续提升,柔性直流作为受端电网中单机容量最大的电力电子装备,其主动支撑功能将愈发重要。未来研究将围绕系统-柔直-装备协同的主动支撑技术展开,包括多时间尺度动态能量平衡特性研究、多回柔直惯量和频率支撑需求分析、多能量源配置与协调控制技术等。同时,柔性直流多时间尺度过流能力提升、双解耦储能型MMC关键技术、兼顾谐波和抑制振荡的阻尼装置等方向也将成为研究重点。这些技术的突破将有助于解决系统级的谐振稳定性问题,保障柔直高占比电力系统的安全稳定运行。

研报重点分析了哪些技术方向?

研报重点分析了三个方面的柔性直流主动支撑技术:惯量和频率主动支撑、电压主动支撑、阻尼主动支撑。在惯量和频率主动支撑方面,报告提出了通过提升柔直秒级过负荷能力,从子模块电容、超容、储能、送端等能量来源提供支撑的策略,并设计了等效惯量因子评估方法和多能量源协同支撑策略。在电压主动支撑方面,报告提出了电压刚度指标,并研究了提升柔直无功电流能力以提高电压稳定的方法。在阻尼主动支撑方面,报告结合S域节点导纳矩阵法辨识易出现谐波放大风险的宽频谐振模态,并采用电流内环附加控制与电压前馈非线性滤波抑制振荡,同时利用MMC可控电压源特性通过虚拟并联电导注入提升模态阻尼。

当前柔性直流技术市场发展情况如何?

当前柔性直流技术市场正处于快速发展阶段,随着新能源装机量持续增长,对电网稳定性的要求不断提高,柔性直流换流站数量快速增加。以南方电网为例,预计到2035年柔性直流换流站数量将从1个增至11个,新能源和区外直流占比将接近70%。然而,大规模柔性直流馈入也带来了电网动态特性变化、惯量水平下降、暂态无功支撑不足等问题,对现有技术提出了挑战。目前,行业内已开始探索柔性直流的主动支撑能力,提出了惯量和频率支撑、峰值约束下的电压支撑、分工况限流及多频段附加阻尼等方法,并开展相关分析与验证。但距离满足系统级主动支撑要求仍存在差距,需要进一步研究系统-柔直-装备协同的主动支撑技术。

投资柔性直流相关技术需要注意哪些风险?

投资柔性直流相关技术需要注意以下风险:首先,技术迭代风险。柔性直流技术仍处于快速发展阶段,未来可能出现颠覆性技术突破,导致现有技术路线被替代。其次,政策风险。新能源和电网建设政策的变化可能影响柔性直流项目的投资回报。再次,市场竞争风险。随着更多企业进入柔性直流领域,市场竞争加剧可能导致价格下降和利润空间压缩。此外,项目实施风险也不容忽视,包括技术难题攻关、工程建设进度、设备供应稳定性等。最后,系统集成风险。柔性直流系统涉及多个子系统和设备,系统集成复杂度高,可能存在性能不达标或运行不稳定的风险。投资者需密切关注技术发展趋势、政策变化和市场竞争动态,谨慎评估项目风险。