这张图是我们最新研究的一个5兆瓦的单机的虚拟同步机，本身它也是一台5兆瓦的双向的储能变流器，整个装置并不大，集成度非常高，这个装置总体上宽是三米四，前后深是一米二，高度是一个标准的两米二的机柜。在不到五平方的占地下，就实现了一个储能变流器，左边是控制部分，中间是电容电子的变流单位，下面红色的是并网的滤波变换器。第三个柜子是直流的和储能连接的直流的断路器或者直流滤波器的柜子，最右边是我们水冷控制的柜子。从装置的测试来看，整个运行效率可以达到98.5%，是国内目前最大的储能变流器产品。使用过程中用户也可以自主选择进行削峰填谷的应用，同时也可以作为虚拟同步机自动的设定好，然后放那边不用管了，可以自动跟踪频率电压变化，一旦有变化就反向的补偿它，从而使电压的频率保持稳定。
在研发过程中，我们对整个的从系统级的，包括源程序级的都进行了仿真和系统化的设计，同时也对单机包括虚拟同步机接入电网之后，对电网的影响分析，都做了比较详细的仿真验证，后面有我们的一些运行结果。
左边这个图是我们的虚拟同步机，前面是开机部分，中间是接收电网的频率调度，实现了功率响应的过程。在这个图中我们还人为的加入了一些电池的变化差异，虽然单台是5兆瓦的，实际上接入4路电池，每个电池是1.5兆瓦，我们人为的在电池上接入了一些电压差异，然后靠我们的自己控制技术，虽然有一些分布不均匀的差异，可以在虚拟同步机之后，自动的把电压进行均衡，从而实现稳定可靠的储能的工作。
右边这张图就是虚拟同步机对电网频率电压的响应特性。上面一部分是电网频率，我们做的一个系统接入仿真，一旦频率增加0.2赫兹之后，虚拟同步机会自动的吸收这个频率的变化，吸收有功，这边叫惯性调频，可以有一个快速的调频响应，如果我们需要它进行长时间的调频的话，我们还可以把它设置为吸收一部分频率变化之后，再长时间缓慢的对频率变化进行吸收，从而保持频率的稳定。
下面两个图是针对电网频率如果有跌落的话，我们可以出现一个正电峰，靠快速的吐出一部分的功率，来支撑电网频率的变化。
这两张图是我们根据电网的实际做的一个在线仿真，把虚拟同步机接入电网之后，模拟电网故障，当电网有一个线路故障，有30%的用户或者负荷脱网了，这个时候如果没有采用虚拟同步机控制策略的话，左边这条蓝线，新能源发电机也好，或者风力变流器也好，它的有功保持输出不变，而如果采用了新能源发电机，在旁边并上了我们的虚拟同步发电机，相当于储能变流器，采用我们的虚拟同步控制策略之后，它就会快速的实现有功的降低输出，从而基本降到0，这样的话既然负荷掉了，我的发电机出力也跟着掉了，从而保持系统的频率稳定。如果我出力不减少的话，这边的负荷脱了之后，整个系统频率会快速的往上升。
所以结果就是如果不采用储能虚拟同步发电机的话，最高频率右边可以升到52.7赫兹，而采用了虚拟同步发电机，最高点大概到51.4赫兹左右，也就是小于51.5赫兹，基本上两个图相比的话可以比较好的稳定系统频率的变化。
下图是对新能源如果并网故障产生的无功补偿的退出，对电压的无功补偿没有了。如果不采用储能虚拟同步机的话，整个无功输出是保持不变的，而采用了储能虚拟同步机的话，惧色的线就会看到，快速的无功输出的响应，后面长时间内保持无功输出的稳定支撑。所以在右边这张图上就会看到，同样蓝线和橘线，如果不采用储能虚拟同步机的话，蓝线电压会陡降到0.83个pu稳态会降到0.94个pu。如果采用了储能虚拟同步机之后，降可以最多降到0.9个pu，稳态的话可以稳到0.96个pu，可能比较好的支撑电压跌落。
除了常规的大电网，针对小电网、微电网，或者区域性电网，我们的虚拟同步发电机也可以实现黑启动，这边我们也对黑启动进行了仿真，大概300毫秒的时间内，整个电网可以从0直接启动到系统的设定电压，右边频率也可以从0直接启动到50赫兹。比较完好的在很短的时间内实现把小孤网带起来。
最后一部分是应用示范。从我们的分析来看，这种储能虚拟同步技术，主要可以用于新能源的并网消化，对新能源的接入进行一个平滑的输入输出响应，以及系统的一次调频，同时对区域性的负荷，我们同样可以兼顾储能变流器的削峰填谷的功能，对于大型的电站，如果需要备用溶，我们的虚拟储能发电机也可以进行调频的备用，因为我们的开机速度只需要300毫秒就可以把一个机组带起来，这也是依赖于在座各位专家研究出来的高性能电池来实现这种快速的响应特性。
在2016年，国家电网公司在张北风光储示范基地也开展了虚拟同步机大范围的示范工程，有12兆瓦的光伏变流器，也配备了10%容量的电池进行分布式的虚拟同步机改造对于435兆瓦的风机，这个主要是利用它自己叶片的特性进行虚拟同步机控制器的技术改造，同时由单列了两台每台5兆瓦的储能电站式的虚拟同步机并在电网上，进行整场式的虚拟同步机改造。
上个月我到英国去也和英国的EnergyCircle进行洽谈，他们目前也是把储能用在天然气发电并网的调频调峰项目上，他们在国外有比较好的调频的政策补助，所以电力系统的运营商更愿意做这些事情。也在积极的和其他的网厂公司进行积极的虚拟同步机的示范应用。
从目前来看，整个新能源发电电网中，比例是不断上升的，而且有减小煤炭发电和取代常规能源发电的特性，这个是毋庸置疑的，我们认为储能技术和虚拟同步及技术是目前解决新能源消化，平滑功率以及友好并网的关键技术，国网公司也把虚拟同步机技术列为当下十大重点科技创新技术，组织技术攻关，从而推出一些比较好的解决新能源并网的产品。
借助本次储能大会的契机，我们希望跟各位专家，各位科研院所合作，为新能源的发展作出更大贡献。
谢谢大家。
(本文根据现场录音整理，未经本人审核)
发言人简介：
侯凯，南瑞集团公司装置研发中心经理，作为联合培养博士研究生在英国剑桥大学公派留学一年，师从皇家工程院W.I.Milne院士。近年来主要从事电力电子专业的研究工作，任全国电力电子学标委会输配电系统分委员(SAC/TC60/SC2)委员，主持和参与了多项国家、省和国家电网公司级科技项目，在igbt串联控制、电动汽车充电模块、可调电抗器、新能源虚拟同步技术等领域进行了深入的研究。近来年发表论文20余篇，其中SCI索引11篇，EI索引5篇，ISTP索引3篇。申请发明专利10项，其中国外专利1项。
