基于构网型技术的纯新能源电力系统构建及示范应用成果通过鉴定

       2023年11月1日，“基于构网型技术的纯新能源电力系统构建及示范应用”科技成果鉴定会在北京召开。鉴定会由中国电机工程学会组织，程时杰院士、郭剑波院士、刘吉臻院士、罗安院士、王成山院士，以及来自国家电网公司、南方电网公司、电力规划设计总院、水电水利规划设计总院、中国电力科学研究院、国网经济技术研究院、中国电力企业联合会、华能集团、三峡集团、清华大学、西安交通大学的15位专家共同组成鉴定委员会。本次鉴定由内蒙古电力（集团）有限责任公司、南京南瑞继保电气有限公司和上海交通大学联合申请，经过资料审查、项目汇报、质询答疑和评价鉴定环节，鉴定委员会一致认为：该项目研制的成套装备及系统通过了第三方检测，在额济纳包括纯新能源以及不同比例的极高占比新能源电力系统应用场景中成功应用，经济和社会效益显著，具有很好的推广应用价值，项目整体技术达到国际领先水平。

  从1986年我国第一座风电场—马兰风电场正式并网发电，到1997年提出太阳能作为全国扶贫工作的“中国光明工程”，中国电力绿色低碳转型不断加速，截至 2022 年底，中国风电、光伏新能源发电装机规模达到 7.6 亿千瓦，占全部电源总装机的 30%；风电、光伏发电量 1.2 万亿千瓦时，占总发电量的 14%。我国能源资源与需求呈逆向分布，80%以上的能源资源分布在西部和北部地区，70%以上的能源消费集中在东中部地区，需通过大容量、长距离输送通道，将负荷中心和电源中心连接。“源网荷储”体系进行能源就地消纳、减少输送通道依赖是应对资源与需求分布矛盾的有效手段。

  2023年6月2日，国家能源局正式发布《新型电力系统发展蓝皮书》（以下简称《蓝皮书》）。《蓝皮书》提出建设新型电力系统的总体架构和重点任务，将“推动构建适应大规模新能源发展的源网荷储多元综合保障体系”作为应对“部分地区电力供应紧张，保障电力供应安全面临突出挑战”的重要手段，意味着储能已融入到发、输、配、用各环节，成为新型电力系统建设不可或缺的重要组成。

  南瑞继保专业从事电网控制保护研究，极度重视电网安全稳定控制新技术的研究和应用，依据沈国荣院士提出并组织构建的以“三道防线”为基础的电网安全稳定控制理念，针对新型电力系统发展中电力系统呈现的“双高”特性，创造性的在业内率先将构网控制技术应用于储能装备。针对高比例新能源电力系统运行的问题和难点，南瑞继保创新提出了源网荷储一体化解决方案：在三道防线框架下，以构网储能为核心支撑，结合多目标、多时间尺度源网荷储快速协调控制和优化调度控制，研制了PCS-9567构网型储能、PCS-992源网荷储协调控制系统、PCS-9000源网荷储一体化调度系统等系列化成套装备，可替代传统电力系统对于常规同步机组的依赖，实现极高比例新能源和纯新能源电力系统安全稳定运行。

  依托项目成果，南瑞继保与内蒙古电力（集团）有限责任公司密切协作，在供电范围11.46万平方公里的额济纳地区成功实施“源网荷储”新型电力系统示范工程，并分阶段、系统性地完成多个里程碑现场验证试验。5月26日，成功开展世界首例广域纯新能源电力系统黑启动试验；6月17至19日，成功开展世界首例广域全实景极高比例新能源电力系统49小时中长期离网运行试验（纯新能源离网运行22小时）；10月10日，成功开展世界首例纯新能源电力系统离网状态下故障穿越试验。其中，在8月5日，额济纳变220千伏泰额线A相电流互感器突发故障，“源网荷储”一体化系统精准控制，支撑额济纳地区广域纯新能源电力系统离网运行22.78小时，再次实现“主网停电全域绿电不停供”。南瑞继保和内蒙古电力集团以技术创新和成功实践推动示范项目入选“2023能源互联网最佳实践案例”、“2023全球能源电力绿色转型创新实践案例”。

  参与本次鉴定的专家评价：“该新型电力系统的成功构建是国家新型能源体系构建从理论走向实践的一次成功探索，运行范围之大、实践之有效、效果之良好均在国内首屈一指，在国际上也非常罕见，其技术集成性和实践性对我国下一步新型电力系统建设起着举足轻重、至关重要的作用”。

  南瑞继保早在2012年开始进行储能装备本体和应用的研究。针对电化学储能的特性进行了大量的研究、仿真，进行了多项创新型的研究并产业化，在业内首创一体式储能设计、电芯变流器全液冷温度管理、储能快速协控机制、电芯安全早期识别技术、高压直挂式储能设备等多项创新，引领了储能行业的技术发展。储能设备本体的安全性、容量可用率、循环寿命、系统效率等指标得到了用户的广泛认可，迄今已投运600余项目，装机8.6GW。

  南瑞继保在对储能本体深入研究的同时，更注重储能系统在不同场景下应用的研究。南瑞继保凭借系统分析、稳定控制、电力电子等专业技术齐全的优势，研发了一系列场景下储能系统的控制策略，在电网侧提出了构网型储能技术以应对“双高”电网系统惯量减少、短路容量不足的电网稳定问题；在电源侧将储能和火电、新能源高效耦合，修正电源外特性提升发电送出能力；在负荷侧实现电能调节、参与需求侧响应，降低企业用电成本，提升绿电消纳水平。

  近年来，南瑞继保在行业内率先开展电网支撑型技术研究和工程应用，成功研制包括构网型储能、构网型柔性直流、构网型SVG和静止同步调相机等新型智能装备，以“组合拳”的方式有效增强电网强度，更好支撑新能源友好并网，解决极高占比新能源、纯新能源电力系统存在的短路容量、转动惯量不足等瓶颈问题，开辟构网型技术在以新能源为主体的新型电力系统中提升电网短路容量、改善系统转动惯量、优化频率电压控制、提供故障穿越支撑等全新应用场景，将涉网性能弱的传统电力电子装备打造成保障电网安全、促进绿电消纳的新型电力系统“新型稳定器”。

  未来，南瑞继保将紧密围绕国家“双碳”目标，持续加强科研和产业化相结合，积极推动新能源开发建设，深入打造包含构网控制等技术的新型电力系统解决方案，践行“创造价值、服务社会”的企业宗旨，为推动电力行业科技进步和新型能源体系建设做出新的更大贡献。