我国又攻克一世界难题!这回是虚拟同步发电机技术,可解决光伏、风电等新能源大规模友好并网难,不听话的新能源要被“驯服”了!
近日,世界首个具备虚拟同步机功能的新能源电站在国家风光储输示范电站建成投运——新能源并网的最大技术难题就此被一举攻克。20年来,发达国家一直在努力攻关虚拟同步机技术,但始终未有实质突破。
我国率先攻克虚拟同步机技术
近年来,光伏、风电等新能源因清洁环保得到快速发展,但在不断优化能源结构的同时,也为我国电网的安全运行带来了一定挑战。在电力系统里,发电和用电是同时完成的,即用户需要多少电,电厂就要发多少电,如果发电端无法与大电网的节奏保持一致,就会出现问题。
保持用电量和发电量的动态平衡是电网安全运行的关键。为保障新能源大规模安全并网,就需要用到新能源虚拟同步机——这一“驯服”新能源的好帮手。
何谓虚拟同步发电机技术?
虚拟同步发电机技术是一种通过模拟同步发电机组的机电暂态特性,使采用变流器的电源具有同步发电机组的惯量、阻尼、一次调频、无功调压等并网运行外特性的技术。更为重要的是,虚拟同步机并不需要对电网大规模改造,不仅实用性强,还经济实惠。
“新能源虚拟同步机科技示范工程历时两年,是国家电网公司十大科技创新示范工程之一。”国网冀北电力有限公司科技信通部主任王葆洁介绍说,这一技术能够使新能源机组由“我行我素”的“自转”转变为“协调统一”的“公转”,主动支撑电网频率、电压波动,有力保障电网安全稳定运行。
为攻克这一世界级难题,国网冀北电力协同中国电科院、南瑞集团等单位开展了关键技术攻关和装备研制,最终全面掌握了虚拟同步机核心技术,为大规模新能源友好并网提供了新技术手段,巩固了我国在相关领域的技术引领地位。
示范工程取得了多个成果:
相继在虚拟同步机抑制系统振荡、大容量变流器低电压穿越等方面取得12项关键技术突破,建成投运风电、光伏和电站式三类虚拟同步机;
完成了世界首次基于虚拟同步机的新能源电站黑启动试验,验证了三类虚拟同步机的性能指标,以及在大规模新能源汇集地区应用的可行性,填补了相关技术研究和示范应用空白;
基于技术经济对比分析,首次提出储能优化配置方案和风机转速综合恢复策略,解决了实际运行难题,形成了风储配合的应用模式。
据悉,该工程建成投运后,提升了电网安全稳定运行水平,为新能源友好并网提供了标准典范,这对于建设国家张家口可再生能源示范区和我国清洁能源大规模开发利用具有重要意义。
我国主要创新指标进入世界前列
这些年,我国一大批原创科研成果横空出世,惊艳世界。这背后离不开科技实力的提升。
党的十八大以来的5年,我国科技创新能力显著提升,主要创新指标进入世界前列。万钢在2018年全国科技工作会议所作工作报告中提到,
5年来,2017年,全社会R&D支出预计达到1.76万亿元,比2012年增长70.9%;全社会R&D支出占GDP比重为2.15%,超过欧盟15国2.1%的平均水平。
国际科技论文总量比2012年增长70%,居世界第二;国际科技论文被引用量首次跃居世界第二。
发明专利申请量和授权量居世界第一,有效发明专利保有量居世界第三。
科技进步贡献率从2012年的52.2%升至57.5%,国家创新能力排名从2012年的第20位升至第17位。
5年来,我国科学家国际影响力显著提升,在诺贝尔生理学或医学奖、基础物理学突破奖、国际量子通信奖等国际权威奖项上实现零的突破。
区域创新已形成梯次联动新格局
我国区域创新已形成梯次联动新格局。17家国家自主创新示范区和156家国家高新区成为区域创新发展的核心载体和重要引擎,研发投入全国占比超过44.3%。北京中关村、武汉东湖、上海张江、广东深圳等国家自创区对所在地区GDP增长贡献率超过20%,成为创新发展“领头雁”。
科技引领新产业新动能快速成长。新能源汽车进入产业成长期,累计产销量超过160万辆。可再生能源发电装机突破6亿千瓦,风光储输示范工程成为全球规模最大、综合利用水平最高的新能源综合示范项目。人工智能、大数据、云计算等引领支撑数字经济、平台经济、共享经济快速发展。
企业创新主体地位显著增强
报告显示,我国科技创新力量由科研人员为主向全社会拓展,开创了大众创业、万众创新的崭新局面。
我国企业创新主体地位显著增强。企业在全社会研发投入、研究人员和发明专利的占比均超过70%。中国在智能终端、无人机、电子商务、云计算、互联网金融、人工智能等领域崛起一批具有全球影响的创新型企业。全球研发投入最高的2500家企业中,中国有376家,居全球第三;2017年我国“独角兽”企业数量仅次于美国,居全球第二;中兴、华为在全球PCT专利申请量最大的公司中高居第一、第二位。
厉害了,我的国!为中国创新力喝彩!
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编辑 / 王琳
来源 / 经济日报(记者王轶辰、佘惠敏)