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术语表 · 电网与市场

构网型逆变器

自行建立电压和频率基准的逆变器,表现为电压源,能稳定弱电网并提供虚拟惯量。

目前在运的光伏、风电和储能逆变器大多是跟网型:用锁相环跟踪现有电网电压,按同样的节拍注入电流。它们离不开同步电机建立的稳定电压波形。构网型(GFM)逆变器则相当于阻抗后面的受控电压源,自己建立电压幅值和相角,很像同步发电机。

常见控制方法有下垂控制、虚拟同步机(VSM)模拟和可调度虚拟振荡器控制。它能做到:

  • 对相位跳变和频率变化瞬时响应,提供合成惯量。
  • 在短路比低(SCR 低于 3)的弱电网中稳定运行。
  • 支撑微电网孤岛运行,并有望实现黑启动。
  • 阻尼振荡,故障期间支撑电压。

瓶颈在电流:故障时功率半导体一般只能输出 1.1 至 1.5 倍额定电流,同步电机能到 5 至 7 倍,所以留有裕量的储能电池是最常见的平台。代表项目有南澳大利亚 Hornsdale Power Reserve 的升级(虚拟同步机模式,2022 年)、夏威夷的 Kapolei,以及澳大利亚多个 BESS 项目。英国 NESO 发布了 GB 构网型技术规范,并开展稳定性探路者(stability pathfinder)采购;AEMO、ERCOT 和 NERC 正在起草 GFM 性能要求。

相关术语

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  • 惯量(电网)

    同步旋转的发电机和电动机中储存的动能,能抵抗电网频率的突变。

  • 电网频率

    电力系统中交流电改变方向的速率,为 50 Hz 或 60 Hz,反映供需的瞬时平衡。

  • BESS(电池储能系统)

    完整的并网或现场电池装置,包括电芯、电池管理、功率变换、热管理和控制系统。

  • 微电网

    边界明确的一组本地发电、储能和负荷,既可与主网并网运行,也可孤岛独立运行。

  • 黑启动

    在全部或部分停电后,利用无需电网供电即可启动的机组恢复电力系统的过程。

  • 波动性可再生能源(VRE)

    出力随天气和时间变化、无法完全调度的可再生能源发电,主要是风电和光伏。