2024年储能变流器主导构网的大规模光伏经LCC送出系统报告

我国能源资源与负荷逆向分布，跨区域输电需求迫切，特高压直流输电（UHVDC）参与新能源外送比例将快速增加。现有特高压直流工程多采用常规电网换相换流器（LCC）技术，但在沙漠、戈壁等无常规电源支撑地区，LCC面临构网方案、电压频率支撑及系统全黑风险等挑战。

为解决这些问题，本报告提出一种储能变流器（PCS）主导构网的大规模新能源经LCC送出方案。方案采用全半桥混合型MIMIC拓扑，通过构网型PCS为新能源基地和LCC提供电压支撑，提升系统电压强度。关键参数设计表明，PCC和光伏场站出口的短路比共同决定PCS容量，按20%配置储能电池容量计算，PCS需超配约2.5倍。

经济性分析显示，以±800kV、8000MW系统为例，光伏经LCC外送成本为0.0984元/kWh，较MIMIC方案降低5.66%。仿真分析验证了方案在多种工况下的有效性：

• 光伏功率波动时，PCS和LCC协同调频，PCS始终发挥构网能力；
• 夜间无光场景下，PCS保证光伏不脱网，LCC实现低功率运行；
• 多种故障工况下，系统具备无闭锁直流故障清除能力，且光伏场站无需停运。

研究结论：该方案充分利用LCC容量大、造价低的优势，显著降低输电通道投资，同时创新性地解决无常规电源支撑地区的构网难题，为我国沙戈荒地区大规模可再生能源开发提供新途径。