ИННОВАЦИИ В ТЭК проект Минэнерго России Личный кабинет

Дорожная карта исследований сетевых инверторов

02.03.2021 Автор: Коллектив авторов, представляющих Национальную лабораторию возобновляемой энергетики (NREL), Национальную лабораторию им. Лоуренса в Беркли, Национальные лаборатории Санди́я, Висконсинский университет, Вашингтонский университет Источник: https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/73476.pdf

Управление надежностью современных электроэнергетических систем основано на многолетнем опыте работы с физическими свойствами и управляющими характеристиками больших синхронных генераторов, имеющих мощность на уровне сотен МВт. Сегодняшние электроэнергетические системы стремительно трансформируются к увеличению доли выработки энергии при помощи возобновляемых источников, а также устройств накопления энергии (аккумуляторные батареи). В дополнение к нестабильному характеру выработки многих возобновляемых источников энергии (из-за зависимости от погодных условий) данные новые источники отличаются по мощности (от несколько кВт до сотен и даже тысяч МВт). Кроме того, они распределены по всей энергосистеме и присоединены к сети на разных уровнях напряжения. Многие из новых источников подключены к энергосистеме посредством силовых электронных инверторов, поэтому такие технологии генерации называют инверторными источниками.

В рассматриваемом отчете представлен всесторонний анализ проблем интеграции инверторных источников и предложены рекомендации по потенциальным технологическим решениям. Трансформация к сети с большим количеством инверторных источников влечет серьезные вызовы, поскольку функционирование будущих энергетических систем должно основываться на сочетании физических свойств и управляющих характеристик традиционных больших синхронных генераторов, а также многочисленных и разнообразных инверторных источников. В настоящее время еще не накоплен опыт эксплуатации таких гибридных энергосистем.

Основная часть дорожной карты состоит из обзора текущих и планируемых исследований по следующим направлениям:

  • регулирование частоты;
  • регулирование напряжения;
  • защита системы;
  • устранение неисправностей и восстановление напряжения;
  • моделирование и имитация.

Работа содержит предложения по постепенной проверке сетевых инверторов в полевых условиях. Включение элементов управления, формирующих энергосистему, в электрическую сеть будет происходить постепенно по мере успешной демонстрации ключевых функций и накопления положительного опыта использования в небольших микросетях и островных энергосистемах.

Дорожная карта предлагает краткое описание двух ближайших исследовательских приоритетов: обзор нормативных и технических стандартов и разработка передовых методов моделирования.

Основные разделы содержания

  1. Концепции устойчивости энергосистемы
  2. Обзор контроллеров для инверторных источников
  3. Современное состояние инверторного управления и открытые исследовательские вопросы
  4. Дорожная карта по разработке и развертыванию сетевых инверторов
  5. Заключение

Файлы для скачивания:

Research Roadmap for Grid-Forming Inverters.pdf