世界首个柔性励磁系统示范工程在浙江温州投运

11月30日，世界首个柔性励磁系统示范工程——柔性励磁系统温州百丈漈水力发电厂示范工程正式投运。该工程是世界上首次将绝缘栅双极型晶体管（IGBT）用于励磁系统并实现示范投运，这标志着我国率先掌握了基于IGBT的新一代发电机励磁控制技术，同时也为温州电网的能源转型保驾护航。

励磁系统是发电机组的核心控制设备之一，被誉为“电力系统稳定控制的灵魂”。在能源转型背景下，电力系统面临高比例清洁能源、高比例电力电子装置的“双高”发展挑战，对常规电源机组及其励磁系统的核心支撑和灵活调节能力提出了更高要求。但常规静态励磁系统控制变量单一，在电网发生故障导致电压下降或发生次同步振荡时，强励输出能力和宽频振荡抑制能力有限，难以适应“双高”电网的稳定控制需求。

此次应用该系统的温州电网就非常典型。温州电网属于浙江省末端电网，长期以来就受到系统电压波动和功率振荡等问题困扰，且当地发展迅猛的新能源因出力不稳定导致问题更加突出。预计2021年温州新能源电站装机容量将超过1500兆瓦。

为解决“双高”电网的“卡脖子”难题，在国网浙江电力调度控制中心的指导下，国网浙江电科院、温州供电公司、南瑞继保、华中科技大学、紧水滩电厂联合开展柔性励磁系统示范工程的项目攻关。项目组充分发挥产、学、研、用深度融合优势，创新应用了多电平拓扑技术、多变流器并联技术、暂态励磁强增技术与双通道阻尼控制技术，成功攻克了IGBT在励磁控制应用中的技术难点，解决了实际工程应用中的适配难题，大幅提升常规电源机组的暂态强励和宽频振荡抑制能力。

本次示范工程依托温州百丈漈水力发电厂以励磁系统改造的方式开展示范应用，工程于11月23日开工建设，11月30日一次性并网成功。作为温州供电公司建设多元融合高弹性电网的重要试点，柔性励磁系统解决了常规静态励磁带来的谐波问题，极大程度上缓解设备发热情况，释放励磁变容量空间。柔性励磁装置还可参与到电网的电压控制和振荡抑制中来，当电网遭受电压故障或者振荡问题时，柔性励磁系统能以比常规励磁高2倍的强励输出支撑电网电压，还能以比发电机本身快几十倍的速度进行无功注入调节，平抑各频段的电网振荡，发电机对电网的动态和暂态支撑又上一个台阶，提升温州电网的弹性控制能力。

柔性励磁系统示范工程的成功投运，意味着基于IGBT的新一代励磁控制技术已从实验室研究走向工程应用，常规电源机组的涉网稳定控制能力有望得到本质提升。下一步，可推广至电力电子化程度较高的电力系统中，充分挖掘常规电源机组的稳定控制潜能，有助于解决新能源大发展下面临的电网运行难题，支撑以电力为中心的能源经济转型。（张建承 陈梦翔 苏成丰）

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