這個技術，全球真的已經期待了20年!尤其是西方國家!不過，它最終在中國開花結果。
2017年12月27日，世界首個具備虛擬同步機功能的新能源電站在國家風光儲輸示范電站建成投運!
這項技術1997年提出以來，英國、美國、德國、荷蘭等新能源領域的大咖們都在努力攻關。最終，虛擬同步機大規(guī)模實際應用的第一名還是被中國國家電網公司拿下了。
虛擬同步機?聽起來真挺虛擬的……下面就來說說，這項歐美國家都在開發(fā)，卻被中國領先一步拿下的技術到底是個啥!
為啥需要這個技術?跟新能源有關
不知道您有沒有這樣的經歷，上學的時候一群小伙伴玩游戲，時間久了大家都有默契了。突然有一天，轉學來了個新同學，最初大家都很歡迎他，但是慢慢地發(fā)現新同學的習慣和大家都不一樣，經常打打鬧鬧沒輕沒重，很是讓人頭疼。
新能源是個好小伙，來自大自然，用也用不完。但是他的毛病也不小，最大的問題就是不穩(wěn)定。比如光伏，白天能發(fā)電晚上就不行;比如風電，大風說來就來說停就停……這個不靠譜的小伙伴沒法像火電、水電、核電那樣，與大電網系統形成默契，一直愉快地玩耍。
在電力系統里，發(fā)電和用電是同時完成的，即用戶需要多少電，電廠就要發(fā)多少電。想保持默契真不太容易。怎么和新能源保持友誼小船不翻呢?
異想天開!給電網裝個水龍頭
發(fā)電和輸電就像兩只手撐開的一張網，如果一方力氣太大，網很容易崩壞;如果一方力氣太小，網就會萎縮，所以，保持用電量和發(fā)電量的動態(tài)平衡十分關鍵。可是，新能源這種橫沖直撞的任性性格，短時間內又無法改變。
既然無法改變世界，那就從改變自己開始吧!于是，國家電網發(fā)明應用了新能源虛擬同步機——
虛擬同步發(fā)電機技術是一種通過模擬同步發(fā)電機組的機電暫態(tài)特性，使采用變流器的電源具有同步發(fā)電機組的慣量、阻尼、一次調頻、無功調壓等并網運行外特性的技術。
太復雜了，繞暈了，話不多說，上圖!
電網系統像一個超大的蓄水池，在沒有新能源加入的時候，進水管和出水管水流平穩(wěn)，大家各取所需。
突然有天，新能源來了，一會拼命往里擠，一會又曠課曠工玩消失。電網的另一邊，一會撐得不行，一會餓得發(fā)慌。偶爾、少量，蓄水池還能平衡，大量、瞬間的變化，那就會出大事了!
這時，我們把虛擬同步機裝上，也就是給不羈的新能源加裝一個水龍頭，隨時調節(jié)新能源的并網情況。
有了虛擬同步機這個新能源并網水龍頭，新能源機組就可以從“我行我素”的“自轉”變?yōu)?ldquo;協調統一”的“公轉”，主動支撐電網頻率、電壓波動，有力保障電網安全穩(wěn)定運行。
更重要的是，虛擬同步機并不需要對電網進行大規(guī)模改造，不僅實用性很強，還經濟實惠!
這樣的好東西，發(fā)展新能源的國家當然眼紅啦!
工程檔案
新能源虛擬同步機科技示范工程
國家電網公司十大科技創(chuàng)新示范工程之一
●國網冀北電力、中國電科院、許繼集團、南瑞集團等單位協同攻關。
●歷時兩年完成。
●改造59臺風機、容量118兆瓦，改造24臺500千瓦光伏逆變器、容量12兆瓦，新建2套5兆瓦電站式虛擬同步機。
●提升了電網安全穩(wěn)定運行水平，為新能源友好并網提供標準典范，對建設國家張家口可再生能源示范區(qū)和我國清潔能源大規(guī)模開發(fā)利用具有重要意義。
●實踐證明：虛擬同步機技術可以助力新能源友好并網，工程改造和建設成本可以有效控制，具有良好的推廣和應用前景。
示范工程取得了五方面成果：
一是構建了虛擬同步機應用理論。揭示了虛擬同步機的并網穩(wěn)定和故障穿越機理，解決了并網適應性關鍵技術問題，為虛擬同步機工程化應用奠定了理論基礎。
二是成功研制了三類虛擬同步機裝置。在虛擬同步機抑制系統振蕩、多機間的有功/無功優(yōu)化分配、大容量變流器低電壓穿越、多模式運行控制無縫切換等方面取得12項關鍵技術突破，建成投運風電、光伏和電站式三類虛擬同步機。
三是建立了虛擬同步機裝備試驗檢測體系。提出現場試驗方法，構建基于RT-LAB的半實物仿真平臺，具備虛擬同步機一次調頻、無功功率控制等全項、全工況試驗能力，實現型式試驗、實驗室半實物仿真和現場試驗的綜合互補。
四是全面驗證了虛擬同步機的性能。建成了技術路線最豐富的虛擬同步機驗證平臺，完成了世界首次基于虛擬同步機的新能源電站黑啟動試驗，驗證了三類虛擬同步機的性能指標和在大規(guī)模新能源匯集地區(qū)應用的可行性，填補了虛擬同步機技術研究和示范應用空白。
五是提出了虛擬同步機應用推廣建議?；诩夹g經濟對比分析，首次提出儲能優(yōu)化配置方案和風機轉速綜合恢復策略，解決了實際運行難題，形成了風儲配合的應用模式。
為什么中國是清潔能源、新能源消納第一大國?因為我們掌握了一批全球領先的核心技術!顛覆性創(chuàng)新，我們正在努力。
