异步电网

能源绿色转型是国家战略，云南新能源发电迅猛增长，部分时段发电量超过总电量的50%，电网风险加剧。2016年实施异步联网后，云南电网成为国际首个高比例新能源异步送端独立电网，转动惯量骤降，新能源与异步电网愈加难以协调。国内外因新能源与电网“不协调”引发大停电时有发生，新能源适应异步电网意义重大。已有技术在新能源适应宽频扰动、试验装备及方法等方面有欠缺。项目组历时五年攻克了新能源频率适应性提升等难题，制定适合异步电网的并网指标，研制了两套检测装置，形成了含技术、装备、标准的技术体系。 项目制定了适合异步电网的频率适应指标，在云南191个新能源厂10685台机组上实施，消除新能源大范围脱网的风险。现场检测大唐联珠等30余场站，通过设备改造解决了性能不足导致的频繁脱网问题，提出的指标在《风力发电机组电网适应性测试规程（GB∕T36994-2018）》得到借鉴，推动行业进步。成果应用后，云南风机脱网事件降低了95.06%，近三年产生的直接经济效益约1.414亿元，推广至广西壮族自治区新能源场站和电网应用。 项目授权发明专利12项、实用新型21项，发表论文23篇（SCI检索5篇、EI检索11篇），制定标准3项。以罗安院士为组长的同行专家鉴定，项目在异步联网下高比例新能源并网的适应性提升方面有重大创新，在新能源机组现场测试技术与装备方面居国际领先水平。

基于模块化多电平换流器（MMC)的柔性直流输电，在大规模分布式新能源接入、混合直流输电、异步电网互联、直流电网构建、远海岸风电送出等领域具有重大技术需求。然而，随着电压等级、系统容量的提升，柔性直流换流阀的重量、体积和造价会大大增加，从而限制了柔性直流输电技术的推广应用。柔直换流阀轻型化可大幅降低设备占地、提升单位体积输送容量，是解决柔性直流输电系统高压、大容量架空线路应用问题的重要技术手段。子模块是柔性直流换流阀的基本单元，子模块中电容成本与绝缘栅双极型晶体管（IGBT）器件成本相近，体积达到子模块体积的60％，且电容重量更是达到子模块重量的70%。因此，以电容为突破口，开展适用于±500千伏轻型化串联压接型柔直换流阀关键技术的研究，研制换流阀及阀控产品样机并推进工程应用具有重大意义。