電力系統柔性一次設備及其關鍵技術：應用與展望

徐殿國, 張書鑫, 李彬彬

(哈爾濱工業大學電氣工程及自動化學院, 黑龍江省哈爾濱市 150001)

0　引言

隨著傳統化石能源短缺以及全球氣候變化問題的不斷加深,能源結構轉型越來越受到人們的重視。清潔的可再生能源主要是通過轉化為電能才能被利用,而可再生能源發電與傳統化石能源發電存在著明顯不同的技術特點,這對現代電網提出了更高的要求。另一方面,分布式電源與儲能裝置的大量接入以及主動配電系統、微電網技術的不斷進步,也使得現代電力系統朝著更智能、更靈活的方向不斷發展[1]。

在此背景下,大量新型電力電子設備被應用在電力系統中,使電力系統的可控性和靈活性更強。本文將這類基于電力電子技術的電力系統新型一次設備歸納統稱為“柔性一次設備”。柔性一次設備的主要應用領域包括柔性交流輸電、柔性直流輸電、可再生能源發電與電力儲能以及主動配電系統與微電網 四個方面。柔性一次設備在現代電網中的應用有效提升了電能的轉換和傳輸效率,增強了電力系統的調控能力與靈活性,大大提高了電網對可再生能源的消納能力,同時能更好地滿足用戶對于電能質量的要求。其作為現代電網的關鍵支撐技術,近年來迅速成為研究熱點并得到國內外研究人員廣泛關注。不同電路拓撲紛紛涌現,新的控制策略與變流技術層出不窮,大量裝置投入工程建設與運行。但與現代電力系統的發展要求相比,現有的柔性一次設備在建模與控制、仿真、可靠性等諸方面仍然存在著一系列的挑戰,設備的穩定性、經濟性以及靈活性等方面仍有較大的優化空間?！?br>