近日,中国科学院电工研究所牵头承担的国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项——“陆上风电场群全直流发电系统及协同控制技术”项目,顺利通过示范工程现场考察与综合绩效评价验收,项目整体研究成果获得验收专家组的高度认可与一致好评。该项目的成功验收,标志着我国陆上风电全直流发电及协同控制核心技术取得突破性进展,为大规模陆上风电高效消纳、安全并网提供了全新技术方案与工程实践支撑。
风电是我国新能源发展的核心支柱之一,当前传统交流风电系统普遍存在谐波谐振、无功传输损耗大、并网稳定性不足、集群协同调控难度大等技术痛点,制约了大型陆上风电场群的高效、规模化开发利用。针对行业技术瓶颈,电工所科研团队深耕关键技术攻关,围绕陆上风电场群全直流发电体系构建,聚焦大功率、高电压、高效率、高变压比、高功率密度的“一大四高”核心技术目标,系统性开展拓扑架构优化、核心装备研发、协同控制策略攻关及工程示范应用等系列研究工作。
项目实施期间,团队突破了多项行业关键核心技术,成功构建了适配大型陆上风电场群的全直流发电系统架构,研发出适配风电场景的直流变压、功率调控核心装备,攻克了风电场群直流组网、功率协同优化、故障穿越稳定控制、环流抑制等一系列技术难题。同时,项目在新疆乌鲁木齐建成国内首个陆上风电直流发电示范系统,通过长期工程试运行验证,整套系统运行稳定、调控精准、能效优异,有效解决了传统交流风电并网的诸多短板,大幅提升了风电场群发电效率与电网适配性,实现了风电资源的最大化高效利用。
相较于传统交流风电发电模式,该项目研发的全直流发电系统具备显著技术优势。系统结构更简洁、电能传输损耗更低,能够有效规避谐波谐振、无功失衡等电网运行问题;创新的集群协同控制技术,可实现多风电场、多机组的精细化协同调度,大幅提升风电场群的整体并网稳定性与新能源消纳能力,为千万千瓦级陆上新能源基地的集约化开发、智能化运行提供了可靠的技术路径,补齐了我国陆上风电直流集群并网的技术短板。
此次项目顺利验收,是电工所在可再生能源发电领域的重要科研成果,进一步夯实了我国风电直流发电技术的行业领先地位,丰富了新能源电力系统组网技术体系。该成果不仅为陆上风电高效、安全、规模化开发提供了全新范式,也为我国构建新型电力系统、推动新能源高质量发展、助力“双碳”战略落地提供了坚实的技术支撑。
下一步,电工所团队将持续深化成果转化与技术迭代,依托现有示范工程经验,进一步优化全直流发电系统性能、完善协同控制体系,积极推动技术规模化推广应用,持续赋能我国风电产业提质增效与新型电力系统建设,为国家能源结构转型、清洁能源高质量发展贡献科研力量。