不同于跟隨式并網(wǎng)控制,電壓源型風(fēng)電機組通過模擬同步發(fā)電機組轉(zhuǎn)子運動方程,直接控制其輸出電壓幅值和相位,具有自同步電網(wǎng)特性,屬于形成式并網(wǎng)控制。其能夠主動支撐電網(wǎng)頻率/電壓穩(wěn)定,并對系統(tǒng)提供慣量/阻尼支撐,對外呈現(xiàn)電壓源控制特性,特別適用于新能源占比較高的弱電網(wǎng)環(huán)境,甚至是獨立組網(wǎng)運行。
我國是新能源裝機最多、發(fā)展最快的國家,歐盟更是提出在2050年實現(xiàn)100%可再生能源電力系統(tǒng)目標(biāo),如何構(gòu)建以新能源發(fā)電為主力電源的新型電力系統(tǒng)已成為世界能源電力領(lǐng)域發(fā)展面臨的重大科學(xué)與工程問題。風(fēng)電等新能源發(fā)電通過快速控制的電力電子變流裝置并網(wǎng),屬于電網(wǎng)跟隨式控制,其不主動響應(yīng)系統(tǒng)頻率/電壓變化,缺乏主動支撐能力,僅適用于以同步機為主導(dǎo)的電網(wǎng)環(huán)境。隨著風(fēng)電的進一步發(fā)展,系統(tǒng)的常規(guī)同步發(fā)電機組被風(fēng)電大量替代,高比例風(fēng)電系統(tǒng)穩(wěn)定水平持續(xù)下降,在大功率缺失或系統(tǒng)故障情況下,極易引發(fā)系統(tǒng)解列與崩潰事故。而在以新能源發(fā)電為主導(dǎo)電源的新型電力系統(tǒng)中,風(fēng)電若要取代常規(guī)同步發(fā)電機組的主導(dǎo)地位,就將必須承擔(dān)起建立系統(tǒng)電壓和維持系統(tǒng)實時能量平衡的義務(wù)。