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(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司的員工卻非常欣慰：這一天，風(fēng)力發(fā)電365萬千瓦時(shí)，電網(wǎng)運(yùn)行非常平穩(wěn)。當(dāng)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(yùn)的世界首個(gè)具備虛擬同步機(jī)功能新能源電站的運(yùn)行狀況。他面前一排排銀灰色的柜子就是虛擬同步機(jī)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(gè)“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(jìn)入21世紀(jì)，隨著世界各國對(duì)清潔能源發(fā)展的重視和新能源技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)電、太陽能發(fā)電進(jìn)入規(guī)?；_發(fā)利用的新階段。但是，新能源的波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn)，以及不具備調(diào)頻、調(diào)壓等主動(dòng)支撐能力的特性，給新能源消納和電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這一世界性難題一直橫亙?cè)诟鲊茉措娏π袠I(yè)人士的面前。
    到底有沒有一種設(shè)備、一項(xiàng)技術(shù)能解決這個(gè)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(jī)，可以較好地解決這個(gè)問題。
    虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)，是一種通過模擬同步發(fā)電機(jī)組的機(jī)電暫態(tài)特性，使采用變流器的電源具有同步發(fā)電機(jī)組的慣量、阻尼、一次調(diào)頻、無功調(diào)壓等并網(wǎng)運(yùn)行外特性的技術(shù)。具備虛擬同步機(jī)功能的新能源電站，可使新能源具備與火電機(jī)組接近的外特性，對(duì)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(jī)技術(shù)能夠使新能源機(jī)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(dòng)支撐電網(wǎng)頻率、電壓，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(huì)（IEEE）工作組在1997年就第一次提出了虛擬同步機(jī)的概念。對(duì)于這樣的技術(shù)，發(fā)展新能源較早的西方國家自然不會(huì)放過。1997年之后的20年間，對(duì)虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的攻關(guān)一直在持續(xù)。比利時(shí)魯汶大學(xué)、加拿大多倫多大學(xué)、英國利物浦大學(xué)相繼投入研發(fā)。但截至目前，國外仍處于理論研究與實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)（百千瓦級(jí)）研制階段，尚未有工程應(yīng)用。

　　在西方國家全力攻關(guān)這一技術(shù)的同時(shí)，中國也瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域。作為全球并網(wǎng)風(fēng)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(yàn)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(jì)劃專項(xiàng)，啟動(dòng)虛擬同步機(jī)技術(shù)研究；

　　2013年，中國電科院成功研制50千瓦虛擬同步機(jī)樣機(jī)；

　　2014年，南瑞集團(tuán)、許繼集團(tuán)成功研制500千瓦虛擬同步機(jī)樣機(jī)；

　　2017年12月，具備虛擬同步機(jī)功能的新能源電站正式投運(yùn)，標(biāo)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(bào) 信息整理：www.jhyzan.com