近日，河北張家口氣溫降到零下14攝氏度。天氣雖然寒冷，但張家口風光儲示范電站有限公司的員工卻非常欣慰：這一天，風力發(fā)電365萬千瓦時，電網(wǎng)運行非常平穩(wěn)。當天一大早，電站生產(chǎn)技術(shù)部副主任朱斯就來查看剛投運的世界首個具備虛擬同步機功能新能源電站的運行狀況。他面前一排排銀灰色的柜子就是虛擬同步機的控制裝置。這看似不起眼的裝置，給不羈的新能源發(fā)電加裝了一個“調(diào)節(jié)器”，保障了新能源和大電網(wǎng)的友好相處。
    近幾十年特別是進入21世紀，隨著世界各國對清潔能源發(fā)展的重視和新能源技術(shù)的快速發(fā)展，風電、太陽能發(fā)電進入規(guī)?；_發(fā)利用的新階段。但是，新能源的波動性、間歇性等特點，以及不具備調(diào)頻、調(diào)壓等主動支撐能力的特性，給新能源消納和電網(wǎng)安全運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)。這一世界性難題一直橫亙在各國能源電力行業(yè)人士的面前。
    到底有沒有一種設備、一項技術(shù)能解決這個問題呢？答案是肯定的，有一種聽起來很艱澀的技術(shù)——虛擬同步發(fā)電機，可以較好地解決這個問題。
    虛擬同步發(fā)電機技術(shù)，是一種通過模擬同步發(fā)電機組的機電暫態(tài)特性，使采用變流器的電源具有同步發(fā)電機組的慣量、阻尼、一次調(diào)頻、無功調(diào)壓等并網(wǎng)運行外特性的技術(shù)。具備虛擬同步機功能的新能源電站，可使新能源具備與火電機組接近的外特性，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起到支撐作用，是解決新能源發(fā)電在并網(wǎng)穩(wěn)定性方面“先天不足”問題的有效手段。“虛擬同步機技術(shù)能夠使新能源機組由‘我行我素’地‘自轉(zhuǎn)’變?yōu)閰f(xié)調(diào)統(tǒng)一地‘公轉(zhuǎn)’，主動支撐電網(wǎng)頻率、電壓，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。”中國電科院配電研究所微網(wǎng)研究室主任吳鳴說。

　　美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）工作組在1997年就第一次提出了虛擬同步機的概念。對于這樣的技術(shù)，發(fā)展新能源較早的西方國家自然不會放過。1997年之后的20年間，對虛擬同步發(fā)電機技術(shù)的攻關(guān)一直在持續(xù)。比利時魯汶大學、加拿大多倫多大學、英國利物浦大學相繼投入研發(fā)。但截至目前，國外仍處于理論研究與實驗室樣機（百千瓦級）研制階段，尚未有工程應用。

　　在西方國家全力攻關(guān)這一技術(shù)的同時，中國也瞄準了這一領(lǐng)域。作為全球并網(wǎng)風電、光伏發(fā)電最大的電網(wǎng)，中國國家電網(wǎng)迫切需要解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)消納、保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定的問題。然而，這一難題并沒有任何經(jīng)驗可以借鑒，必須從零開始，自己摸索出一條路來。

　　2012年，公司依托千人計劃專項，啟動虛擬同步機技術(shù)研究；

　　2013年，中國電科院成功研制50千瓦虛擬同步機樣機；

　　2014年，南瑞集團、許繼集團成功研制500千瓦虛擬同步機樣機；

　　2017年12月，具備虛擬同步機功能的新能源電站正式投運，標志著新能源友好并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)被中國攻克。
    信息來源：國家電網(wǎng)報 信息整理：www.kk-medicalproducts.com