11月30日，世界首個柔性勵磁系統(tǒng)示范工程——柔性勵磁系統(tǒng)溫州百丈漈水力發(fā)電廠示范工程正式投運。該工程是世界上首次將絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）用于勵磁系統(tǒng)并實現(xiàn)示范投運，這標志著我國率先掌握了基于IGBT的新一代發(fā)電機勵磁控制技術(shù)，同時也為溫州電網(wǎng)的能源轉(zhuǎn)型保駕護航。

勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機組的核心控制設(shè)備之一，被譽為“電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的靈魂”。在能源轉(zhuǎn)型背景下，電力系統(tǒng)面臨高比例清潔能源、高比例電力電子裝置的“雙高”發(fā)展挑戰(zhàn)，對常規(guī)電源機組及其勵磁系統(tǒng)的核心支撐和靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高要求。但常規(guī)靜態(tài)勵磁系統(tǒng)控制變量單一，在電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致電壓下降或發(fā)生次同步振蕩時，強勵輸出能力和寬頻振蕩抑制能力有限，難以適應(yīng)“雙高”電網(wǎng)的穩(wěn)定控制需求。

此次應(yīng)用該系統(tǒng)的溫州電網(wǎng)就非常典型。溫州電網(wǎng)屬于浙江省末端電網(wǎng)，長期以來就受到系統(tǒng)電壓波動和功率振蕩等問題困擾，且當?shù)匕l(fā)展迅猛的新能源因出力不穩(wěn)定導(dǎo)致問題更加突出。預(yù)計2021年溫州新能源電站裝機容量將超過1500兆瓦。

為解決“雙高”電網(wǎng)的“卡脖子”難題，在國網(wǎng)浙江電力調(diào)度控制中心的指導(dǎo)下，國網(wǎng)浙江電科院、溫州供電公司、南瑞繼保、華中科技大學(xué)、緊水灘電廠聯(lián)合開展柔性勵磁系統(tǒng)示范工程的項目攻關(guān)。項目組充分發(fā)揮產(chǎn)、學(xué)、研、用深度融合優(yōu)勢，創(chuàng)新應(yīng)用了多電平拓撲技術(shù)、多變流器并聯(lián)技術(shù)、暫態(tài)勵磁強增技術(shù)與雙通道阻尼控制技術(shù)，成功攻克了IGBT在勵磁控制應(yīng)用中的技術(shù)難點，解決了實際工程應(yīng)用中的適配難題，大幅提升常規(guī)電源機組的暫態(tài)強勵和寬頻振蕩抑制能力。

本次示范工程依托溫州百丈漈水力發(fā)電廠以勵磁系統(tǒng)改造的方式開展示范應(yīng)用，工程于11月23日開工建設(shè)，11月30日一次性并網(wǎng)成功。作為溫州供電公司建設(shè)多元融合高彈性電網(wǎng)的重要試點，柔性勵磁系統(tǒng)解決了常規(guī)靜態(tài)勵磁帶來的諧波問題，極大程度上緩解設(shè)備發(fā)熱情況，釋放勵磁變?nèi)萘靠臻g。柔性勵磁裝置還可參與到電網(wǎng)的電壓控制和振蕩抑制中來，當電網(wǎng)遭受電壓故障或者振蕩問題時，柔性勵磁系統(tǒng)能以比常規(guī)勵磁高2倍的強勵輸出支撐電網(wǎng)電壓，還能以比發(fā)電機本身快幾十倍的速度進行無功注入調(diào)節(jié)，平抑各頻段的電網(wǎng)振蕩，發(fā)電機對電網(wǎng)的動態(tài)和暫態(tài)支撐又上一個臺階，提升溫州電網(wǎng)的彈性控制能力。

柔性勵磁系統(tǒng)示范工程的成功投運，意味著基于IGBT的新一代勵磁控制技術(shù)已從實驗室研究走向工程應(yīng)用，常規(guī)電源機組的涉網(wǎng)穩(wěn)定控制能力有望得到本質(zhì)提升。下一步，可推廣至電力電子化程度較高的電力系統(tǒng)中，充分挖掘常規(guī)電源機組的穩(wěn)定控制潛能，有助于解決新能源大發(fā)展下面臨的電網(wǎng)運行難題，支撐以電力為中心的能源經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。（張建承 陳夢翔 蘇成豐）