吳鳴(1981—),工學(xué)博士,教授級(jí)高級(jí)工程師。中國(guó)電力科學(xué)研究院微電網(wǎng)研究室主任,中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員,全國(guó)微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)委會(huì)委員,中電聯(lián)直流配電系統(tǒng)標(biāo)委會(huì)秘書長(zhǎng)、IEC SC 8B AHG 2 戰(zhàn)略組召集人。國(guó)家電網(wǎng)公司重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微電網(wǎng)專業(yè)方向負(fù)責(zé)人。牽頭/ 參與國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家863 項(xiàng)目,以及北京市、國(guó)家電網(wǎng)公司項(xiàng)目30 余項(xiàng),建設(shè)蒙東分布式發(fā)電/ 儲(chǔ)能及微電網(wǎng)接入控制等多個(gè)示范工程;發(fā)表SCI/EI 高水平學(xué)術(shù)論文30余篇,授權(quán)發(fā)明專利20 余項(xiàng),參編學(xué)術(shù)專著3 部,牽頭參與10 余項(xiàng)分布式能源、微電網(wǎng)、直流配電的國(guó)際、國(guó)家、行業(yè)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定,獲省部級(jí)、社會(huì)力量科技進(jìn)步獎(jiǎng)等10 余項(xiàng)。
虛擬同步機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用
21世紀(jì)以來,以清潔能源為基礎(chǔ)的新一輪能源變革蓬勃興起,新能源發(fā)展的勢(shì)頭比人們預(yù)期得更快、更猛。清潔能源無論是集中式或分布式,均通過至少一級(jí)變流器并網(wǎng),電力電子裝置雖有技術(shù)優(yōu)勢(shì),但幾乎沒有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、難以參與電網(wǎng)調(diào)節(jié),無法為電網(wǎng)提供必要的電壓和頻率支撐,更無法提供必要的阻尼作用。在構(gòu)建全球能源生態(tài),推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程中,如何實(shí)現(xiàn)清潔能源與電網(wǎng)友好互動(dòng)是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。為解決分布式能源并網(wǎng)低慣量、弱阻尼的問題,虛擬同步機(jī)技術(shù)引起了一定的關(guān)注。虛擬同步機(jī)技術(shù)的引入,使控制靈活的分布式電源/儲(chǔ)能/負(fù)荷(及其逆變/整流系統(tǒng))具備類似同步發(fā)電機(jī)(電動(dòng)機(jī))運(yùn)行特性,增加了系統(tǒng)虛擬慣量, 提高了各微源并網(wǎng)可控性、改善了單元輸出動(dòng)態(tài)特性。
在此背景下,國(guó)內(nèi)多家科研單位、高校和企業(yè)陸續(xù)開展了針對(duì)如何利用虛擬同步機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)清潔能源與電網(wǎng)友好互動(dòng)的相關(guān)科學(xué)研究、項(xiàng)目實(shí)踐以及工程示范。研究?jī)?nèi)容基于電力電子裝置優(yōu)勢(shì),充分利用虛擬同步機(jī)技術(shù),涉及配電網(wǎng)環(huán)境下所接入的光伏/儲(chǔ)能/風(fēng)機(jī)/可控負(fù)荷等多種清潔能源及負(fù)荷的應(yīng)用。
受《供用電》編輯部的邀請(qǐng),我擔(dān)任該刊2019年4 月刊特別策劃專題“虛擬同步機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及工程應(yīng)用”的特約欄目主編,組織統(tǒng)籌了6篇技術(shù)文章。從不同方面展現(xiàn)虛擬同步機(jī)的新研究、新技術(shù)及新應(yīng)用。其中:《先進(jìn)并網(wǎng)裝置關(guān)鍵技術(shù)研究綜述》對(duì)并網(wǎng)裝置涉及的關(guān)鍵技術(shù),尤其是各并網(wǎng)變流器的主電路拓?fù)浜投喾N高性能控制技術(shù)等進(jìn)行了梳理和總結(jié),并對(duì)分布式電源并網(wǎng)裝置發(fā)展存在的關(guān)鍵制約因素以及發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)和展望。《虛擬同步機(jī)技術(shù)系列標(biāo)準(zhǔn)解讀》對(duì)虛擬同步機(jī)技術(shù)相關(guān)的1項(xiàng)國(guó)標(biāo)及3項(xiàng)企標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)解讀,為虛擬同步機(jī)技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善和應(yīng)用提供了依據(jù),為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障?!毒哂醒訒r(shí)開關(guān)特性的多VSG微電網(wǎng)頻率恢復(fù)控制策略》提出了一種具有延時(shí)開關(guān)特性的一二次頻率協(xié)調(diào)控制策略,在保證了各VSG輸出功率精確分配的前提下,實(shí)現(xiàn)了頻率恢復(fù)到額定值?!短摂M同步機(jī)技術(shù)在電動(dòng)汽車充電樁中的應(yīng)用》將虛擬同步機(jī)技術(shù)應(yīng)用在電動(dòng)汽車充電樁的可控整流器中,采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)控制方法,使電動(dòng)汽車充電樁具備同步電動(dòng)機(jī)特性,參與電網(wǎng)的友好互動(dòng)?!禕型剩余電流保護(hù)在新能源發(fā)電和電動(dòng)汽車中的應(yīng)用》分別闡述了B型剩余電流保護(hù)在三級(jí)剩余電流保護(hù)、電動(dòng)汽車充電樁剩余電流保護(hù)和光伏發(fā)電系統(tǒng)剩余電流保護(hù)中的應(yīng)用,論證了B型剩余電流保護(hù)推廣的必要性和重要性?!短摂M同步機(jī)示范工程綜述》梳理了虛擬同步機(jī)技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,按照其應(yīng)用場(chǎng)景歸納了國(guó)內(nèi)應(yīng)用工程,并總結(jié)了工程的特點(diǎn),分析了工程應(yīng)用方案,最后對(duì)虛擬同步機(jī)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行了建議和展望。
未來,配電網(wǎng)的發(fā)展將更加復(fù)雜多樣,針對(duì)當(dāng)前研究和試點(diǎn)推進(jìn)中的問題,需進(jìn)一步開展虛擬同步機(jī)相關(guān)產(chǎn)品化工作,開展虛擬同步機(jī)與常規(guī)機(jī)組的適應(yīng)性問題、虛擬同步機(jī)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)營(yíng)機(jī)制、負(fù)荷虛擬同步機(jī)與“源-網(wǎng)-荷”友好互動(dòng)系統(tǒng)、局部全電力電子系統(tǒng)的研究,建設(shè)虛擬同步機(jī)示范工程,引導(dǎo)市場(chǎng)和用戶逐步升級(jí)并網(wǎng)設(shè)備,探索“源–網(wǎng)–荷”友好互動(dòng)新模式,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)、自主同步,進(jìn)而推動(dòng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建。
特約欄目主編
吳鳴