金秋九月,廣東省云浮市新興縣太平鎮(zhèn)境內,山巒蜿蜒環(huán)抱,田野疊翠流金。群山之中,看似普通的一座白房子,其實是10千伏共成線中壓微電網的“智能大腦”——儲能開關站。
這座由南方電網數(shù)字電網研究院有限公司參建的云浮10kV共成線微電網示范工程,在原有10kV共成線基礎上,通過加裝自動化控制系統(tǒng)、新建儲能開關站、接入小水電,構建南方電網公司五省區(qū)首個“源(水)-網-荷-儲”微電網示范工程,為解決廣東云浮市太平鎮(zhèn)供電可靠性低,運行電壓高、水電資源利用率低,推進新型城鎮(zhèn)化與鄉(xiāng)村振興有效銜接注入綠色新動能。
既保障供電可靠性
又要兼顧清潔能源利用率
廣東云浮市太平鎮(zhèn)大力發(fā)展旅游生態(tài)產業(yè),青山、綠水、鄉(xiāng)韻處處可見。近年來,象窩山生態(tài)園儼然成了當?shù)赝七M新型城鎮(zhèn)化與鄉(xiāng)村振興有效銜接的一張亮麗名片。
隨著游客數(shù)量增加,象窩山生態(tài)園用電負荷不斷攀升。而這里僅有的共成線一回單幅射線路,存在供電半徑長、電能質量差等難題,嚴重制約著當?shù)剜l(xiāng)村旅游發(fā)展。同時,這里周邊的水電資源豐富,豐水期小水電站集中搶發(fā)上網,整體線路電壓偏高,出現(xiàn)大量棄水現(xiàn)象,清潔能源利用效率低下、浪費嚴重。
如何把鄉(xiāng)村旅游用電和水電資源利用有機結合起來,既確保供電可靠性,又兼顧清潔能源的利用率?廣東電網云浮供電局電網規(guī)劃人員走進象窩山所在供電轄區(qū),實地掌握當?shù)仉娫闯隽?、網架結構、負荷構成、水文記錄等第一手數(shù)據,并與系統(tǒng)內科研機構多次研討,最終決定通過構建“源(水電)-網-荷-儲”微電網解決上述問題,投資建設以儲能開關站為基礎的智能電網工程—10千伏共成微電網工程。
摸著石頭過河
夜以繼日研發(fā)調試
建設具備自主調節(jié)能力的小水電中壓微電網,國內沒有成熟經驗和相關技術標準借鑒,其中尤數(shù)調度控制系統(tǒng)設計挑戰(zhàn)性最大。
“小水電均為徑流式且專線上網,儲能怎么用,配多少合適,這些在當時都懸而待解。”南方電網廣東云浮供電局電網規(guī)劃中心總經理鄭偉回憶說。面對困難,技術攻關團隊摸著石頭過河,夜以繼日開展微電網方案設計、策略與控制系統(tǒng)研發(fā)、工程建設、調試等工作。
回憶起那段趨于“極限”的日子,云浮新興供電局工程建設部經理葉子忠說,工程項目部所有人員在項目現(xiàn)場駐守了三個月。為了驗證控制策略的可行性,根據以往10千伏共成線負荷功率和小水電發(fā)電功率,分別選取典型日作為豐大、豐小、枯小、枯大運行方式,對控制策略進行仔細的仿真驗證、分析。
歷經9個月,最終攻克了電能質量、能量調度、監(jiān)控分析等上百個復雜的技術難題,研發(fā)出電壓控制策略、并離網轉換控制策略、黑啟動控制策略三大策略。原計劃近2000個點的遠動對點、上百個設備的單體調試、聯(lián)調工作,由3個月壓縮至1個月,整個工程完工節(jié)點提前了足足3個月。
“神經中樞”
增添鄉(xiāng)村振興新活力
隨著一聲響亮的“啟動成功”,金秋九月,共成線微電網正式投運,成為南方電網公司首個“源(水電)-網-荷-儲”中壓特色微電網。
據了解,南網數(shù)研院創(chuàng)新利用“雙PCC節(jié)點控制+儲能開關站3/2接線方式+儲能技術”,通過中央控制系統(tǒng)實現(xiàn)10kV共成線微電網的多層級、多目標自平衡調節(jié),通過控制負荷、小水電在兩條中壓線路之間的轉供電及儲能充放電等控制變量,實現(xiàn)小水電等分布式電源在停運、并網運行、離網運行之間靈活切換,提高水電資源利用率,解決豐水期高電壓和枯水期低電壓問題,并保障微電網區(qū)域內重要負荷的持續(xù)供電,推動構建綠色高效、柔性開放、安全可靠的“微網級”新型電力系統(tǒng)。
“如今,通過儲能開關站這個‘神經中樞’,小水電全額消納,減少棄水約43%;共成線與鳳山線的電壓有效控制在9.3-10.7千伏的合理范圍內;象窩山生態(tài)園的可靠性也從99.64%提升到99.99%。”云浮供電局電網規(guī)劃中心總經理鄭偉說,微電網不僅盤活了小水電資源,也為當?shù)剜l(xiāng)村旅游發(fā)展注入了生機與活力,一幅火熱生動的鄉(xiāng)村旅游畫卷正在太平鎮(zhèn)徐徐展開。
原標題:南網建成首個“源網荷儲”中壓特色微電網