同步调相机
同步调相机(也称同步补偿机)是一种与电网同步旋转的同步电机,既不拖动负载,也不由汽轮机驱动。通过调节励磁,它可以发出或吸收无功功率以控制电压。与电力电子装置不同,它还能提供实际的转动惯量和短路电流,而这两项正是煤电、气电和核电机组退役后电网逐渐失去的能力。
调相机由启动电机或静止变频器(SFC)拖动至额定转速,与电网同步后,依靠从电网吸收少量有功功率弥补自身损耗、维持旋转。励磁系统增大励磁电流时发出无功功率,减小励磁电流时吸收无功功率。发生故障时,电机会立即作出固有响应,提供数倍于额定值的短路电流,帮助继电保护正确动作,并帮助附近的新能源场站实现故障穿越。许多机组还加装飞轮,以增加其提供的惯量。
同步调相机在20世纪中期十分常见,SVC问世后逐渐被取代,如今又开始大规模建设。英国、德国、丹麦和南澳大利亚等风电、光伏和直流输电占比较高的电网,纷纷采购调相机以恢复系统强度。中国也在特高压直流送受端配置了大容量调相机,并在新能源基地推广分布式调相机。部分运营方还将退役发电机组改造为调相机,拆除汽轮机后继续利用原有电机和并网设施。
采购模式各不相同。有些输电运营商将调相机作为受监管的电网资产自行持有,另一些则通过稳定性或系统强度招标与第三方签订合同,长期按可用率付费。对投资者而言,这类合同形成了一类不依赖电能量价格的电网服务收入。
技术详情
- •单台电机即可同时提供无功功率、转动惯量和短路电流
- •加装飞轮可增加储存的旋转动能,从而提高所提供的惯量
- •典型容量从数十到数百MVAr不等
- •需从电网吸收少量有功功率以弥补损耗
- •可新建,也可由退役火电机组改造而成
- •在多个市场通过系统强度、稳定性或电压支撑招标进行采购
为什么重要
随着同步电源退役,系统强度正成为制约一个区域可接入多少新能源容量的关键因素。已建或规划同步调相机的地区,新增风电、光伏和储能的接入限制往往有所放宽;缺少调相机的地区,新项目则可能面临额外要求。借助泰拉智能的电网地图,开发商和投资者可在同一视图中查看变电站、电源和无功补偿资产,企业洞察则显示这些资产归哪些公司所有和运营。
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