[发明专利]一种应用于新能源发电系统的新能源并网方法

说明书

本发明公开了一种应用于新能源发电系统的新能源并网方法，包括：在新能源发电单元与待接入电网之间设置同步电机对，所述同步电机对包括同轴连接的同步电动机和同步发电机；将所述同步电动机与所述新能源发电单元连接，并通过所述同步发电机接入所述电网；通过所述新能源发电单元所产生的电能驱动所述同步电动机旋转，并带动所述同步发电机进行同步旋转发电，以汇入与其连接的电网中。本发明通过同步电机对并网可以为高占比新能源电网提供足够的惯性，利用其电励磁系统，还可以灵活地为电网提供大量阻尼。利用同步电机对的机械轴隔离作用，同步电机对还可以在电网故障时，保护新能源电网，使新能源不脱网，继续为电网输送功率。

技术领域

本发明涉及新能源发电技术领域，特别是一种应用于新能源发电系统的新能源并网方法。

背景技术

以光伏和风电为代表的新能源具有波动性，这是导致并网后电网运行不稳定的一个因素，但是在未来高比例甚至近100％的新能源电网中，即使充足的新能源电力和储能、能源互联以及需求侧响应等技术的应用有望确保电网不因波动性而引发电力短缺或不稳定，电网的稳定运行还受到另外一个重要因素的影响，这就是大量的新能源换流器替代了同步发电机，导致电网呈现出高度的电力电子化特性，这使得电网的电源特性发生了根本性变化，为电力系统的稳定运行带来巨大挑战。主要体现在：

一、新能源并网缺乏可靠的惯性响应且频率耐受能力较低，导致电网的频率抗扰动能力下降；

二、新能源换流器的暂态电压和电流支撑能力不足，导致新能源故障穿越能力降低；

三、新能源的运行控制及其与电网的交互影响，导致新的振荡问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于现有的新能源发电系统中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中的一个目的是提供一种应用于新能源发电系统的新能源并网方法，其采用“同步电动机-同步发电机对”进行新能源并网新方法，即通过新能源驱动同轴连接的同步电动机和同步发电机并网运行。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种应用于新能源发电系统的新能源并网方法，其包括：在新能源发电单元与待接入电网之间设置同步电机对，所述同步电机对包括同轴连接的同步电动机和同步发电机；将所述同步电动机与所述新能源发电单元连接，并通过所述同步发电机接入所述电网；通过所述新能源发电单元所产生的电能驱动所述同步电动机旋转，并带动所述同步发电机进行同步旋转发电，以汇入与其连接的电网中。

作为本发明所述应用于新能源发电系统的新能源并网方法的一种优选方案，其中：通过调节所述同步发电机机端电压和所述同步电动机机端电压的相位差来调节所述同步电机对的传输功率。

作为本发明所述应用于新能源发电系统的新能源并网方法的一种优选方案，其中：设定E_M和E_G分别为所述同步电动机(201)以及同步发电机(202)的内电势，带负载后，所述同步电动机(201)和同步发电机(202)产生两个功角δ_M和δ_G，参考量分别为所述同步电机对(200)两侧的母线电压U_BM和U_BG；

设定Δθ为U_BM和U_BG的相位差，则有：

δ_MG＝δ_M+δ_G (1)