近日,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案(2024—2027年)》。其中,第一個(gè)行動(dòng)方案就是:電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障行動(dòng)。提出著力優(yōu)化加強(qiáng)電網(wǎng)主網(wǎng)架、提升新型主體涉網(wǎng)性能、推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用、持續(xù)提升電能質(zhì)量,為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供安全穩(wěn)定保障。
此前,國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于做好新能源消納工作保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》中也提到,在西北網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱的區(qū)域,應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型新能源……
由此可見(jiàn),在國(guó)家推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的背景下,隨著高比例可再生能源的應(yīng)用,如何保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,已成為行業(yè)的面臨首要挑戰(zhàn)。構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的推廣應(yīng)用,已迫在眉睫!
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能將成為主流
《行動(dòng)方案》提出:“根據(jù)高比例新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行需要,選擇典型場(chǎng)景應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù),具備主動(dòng)支撐電網(wǎng)電壓、頻率、功角穩(wěn)定能力,提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。”
據(jù)了解,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能與跟網(wǎng)型儲(chǔ)能相對(duì)應(yīng),它可實(shí)現(xiàn)頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定和功角穩(wěn)定的支撐,分別對(duì)應(yīng)有功平衡、無(wú)功平衡和轉(zhuǎn)速同步等需求,有利于電網(wǎng)平衡。
因此,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能更適合于新型電力系統(tǒng),尤其是在新能源占比較高、電網(wǎng)穩(wěn)定性較差的區(qū)域,如新疆、西藏等電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力相對(duì)較弱的省份。
以西藏為例,該區(qū)域電網(wǎng)長(zhǎng)期孤網(wǎng)運(yùn)行,大部分區(qū)域?qū)儆谌蹼娋W(wǎng)。為了解決當(dāng)?shù)厍鍧嶋娏Σ⒕W(wǎng)發(fā)展難題,西藏發(fā)改委于2024年4月發(fā)布的《西藏自治區(qū)2024年今冬明春電力保供方案》中明確提出:“建成 140 萬(wàn)千瓦光伏+112萬(wàn)千瓦時(shí)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目、全容量投產(chǎn)70萬(wàn)千瓦時(shí)獨(dú)立構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目等7個(gè)重點(diǎn)任務(wù)。”
從項(xiàng)目招標(biāo)的角度看,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能也成為主流。據(jù)儲(chǔ)能頭條不完全統(tǒng)計(jì),2023年下半年公布的儲(chǔ)能招標(biāo)項(xiàng)目,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的招標(biāo)規(guī)模合計(jì)達(dá)到了784MW/2686.8MWh。
從已經(jīng)竣工的試點(diǎn)示范項(xiàng)目看,截至今年6月,已有超過(guò)460MW/1095MWh構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)。
不僅如此,各地政策也在不斷支持構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的發(fā)展。新疆發(fā)改委于2023年7月10日發(fā)布的《關(guān)于組織上報(bào)2023年獨(dú)立新型儲(chǔ)建設(shè)方案的通知》中明確提出積極探索建設(shè)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能,喀什、和田、克州、塔城、阿勒泰、巴州等地構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能比例原則上不低于年度新型儲(chǔ)能規(guī)模的20%。
內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局于2024年5月18日出臺(tái)《2024—2025年新型儲(chǔ)能發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)方案》要求大力發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能……
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能正逐步走向新型電力系統(tǒng)的主舞臺(tái)。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能面臨挑戰(zhàn)
盡管構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展大勢(shì),但目前構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能發(fā)展依然存在挑戰(zhàn)。
首先,在電子電力設(shè)備控制技術(shù)方面,相比跟網(wǎng)型儲(chǔ)能,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能需要變更基礎(chǔ)的控制框架,還需要增強(qiáng)在電網(wǎng)擾動(dòng)等情景下的自我適應(yīng)能力,需要相應(yīng)的企業(yè)具備深厚的電力電子技術(shù)積累;其次是場(chǎng)站級(jí)系統(tǒng)控制技術(shù),這極其考驗(yàn)廠(chǎng)商的軟件能力和系統(tǒng)控制的分析能力。第三是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理有深刻理解,這需要企業(yè)擁有豐富的實(shí)踐案例和經(jīng)驗(yàn)積累。
不僅如此,當(dāng)前業(yè)內(nèi)并未對(duì)“構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能”有統(tǒng)一的定義,且尚缺乏相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。此外,在器件性能、機(jī)組穩(wěn)定性、場(chǎng)站規(guī)模化應(yīng)用等方面尚存難題。
更重要的是,當(dāng)前構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的系統(tǒng)成本相對(duì)較高,廠(chǎng)商技術(shù)水平參差不齊,在單體PCS的過(guò)載能力、控制算法、仿真建模等方面有待提升。
因此,需要政府相關(guān)部門(mén)、電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)單位聯(lián)合行業(yè)頭部廠(chǎng)商共同推進(jìn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。
智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能四大優(yōu)勢(shì)
華為數(shù)字能源長(zhǎng)期致力于提高新能源并網(wǎng)的安全穩(wěn)定性研究,公司將數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)相結(jié)合,并依托其在諸多根技術(shù)領(lǐng)域的多年積累,與全球發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶(hù)伙伴合作,不斷推動(dòng)著并網(wǎng)友好性相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能就是其中之一。
華為智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能,真正實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)跟隨電網(wǎng)到主動(dòng)支撐電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變。
據(jù)了解,華為智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)有四大優(yōu)勢(shì):
第一,華為提出了多場(chǎng)站級(jí)自同步幅頻調(diào)制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了自同步的并聯(lián)構(gòu)網(wǎng),提升了主動(dòng)快速無(wú)功響應(yīng)、有功支撐、故障穿越、抗沖擊性負(fù)荷和帶載同步黑啟動(dòng)的能力,實(shí)現(xiàn)了多場(chǎng)景全工況構(gòu)網(wǎng)、電網(wǎng)主動(dòng)支撐、并機(jī)環(huán)流有效抑制和多場(chǎng)站級(jí)大規(guī)模自同步穩(wěn)定運(yùn)行;
第二,華為提出了寬頻自穩(wěn)和致穩(wěn)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了不同電網(wǎng)規(guī)模、不同電網(wǎng)強(qiáng)度條件下的穩(wěn)定并網(wǎng)和寬頻振蕩抑制,提升了與光伏、風(fēng)電、同步發(fā)電機(jī)等多類(lèi)型電源并列穩(wěn)定運(yùn)行的能力,拓展了構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景;
第三,華為首創(chuàng)了新型智能組串式儲(chǔ)能雙級(jí)變換架構(gòu)下電壓與有功功率解耦控制技術(shù),有助于支撐電網(wǎng)穩(wěn)定,保障了儲(chǔ)能系統(tǒng)安全,提升了儲(chǔ)能系統(tǒng)可用度和擴(kuò)容升級(jí)能力;提升了全SOC范圍恒功率輸出、SOC免人工標(biāo)定和多種故障提前預(yù)警能力;
第四,華為研發(fā)了構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的功率模組和控制芯片,實(shí)現(xiàn)了暫態(tài)高倍率有功、無(wú)功快速支撐,提出了新型抗?jié)癫牧系霓D(zhuǎn)模塑封技術(shù),提升了在復(fù)雜、惡劣環(huán)境條件下的長(zhǎng)時(shí)間可靠運(yùn)行能力。
中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士舒印彪指出,華為數(shù)字能源研發(fā)的智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng),運(yùn)用獨(dú)特的架構(gòu),通過(guò)多場(chǎng)景應(yīng)用和權(quán)威機(jī)構(gòu)的大量測(cè)試,驗(yàn)證了構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能對(duì)電力系統(tǒng)的支撐保障能力,為構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)發(fā)展做出了重要的、具有獨(dú)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。
多重考驗(yàn)為構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能奠定實(shí)踐依據(jù)
一項(xiàng)好的技術(shù)或者產(chǎn)品,經(jīng)得起各種考驗(yàn),華為多年來(lái)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)充分證明了這一點(diǎn)。
華為數(shù)字能源研發(fā)的智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng),已經(jīng)經(jīng)過(guò)多個(gè)不同環(huán)境、不同地域、不同場(chǎng)景的項(xiàng)目實(shí)證測(cè)試,均大獲成功。
今年1月17日,華潤(rùn)攜手華為完成構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能實(shí)證測(cè)試。這次測(cè)試是智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能在行業(yè)首次實(shí)證的成功。
今年3月,華為數(shù)字能源參與的新疆哈密華潤(rùn)咸水泉電站25MW/100MWh構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目通過(guò)“單元級(jí)、整站級(jí)、系統(tǒng)級(jí)”三級(jí)測(cè)試,有效驗(yàn)證了全球首個(gè)電站級(jí)規(guī)?;瘶?gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能穩(wěn)定運(yùn)行及暫穩(wěn)態(tài)支撐能力。
6月15日,華為數(shù)字能源順利完成了首個(gè)100MWh構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能電站人工短路擾動(dòng)試驗(yàn)。此次試驗(yàn)全面驗(yàn)證“雙高”電網(wǎng)特性下構(gòu)網(wǎng)性?xún)?chǔ)能電站應(yīng)對(duì)不同電壓等級(jí)電網(wǎng)事件時(shí)的調(diào)頻、調(diào)壓能力。
在海拔超過(guò)4500米的青藏高原,華為數(shù)字能源成功完成了首個(gè)超高海拔低溫弱電網(wǎng)下華為智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能并網(wǎng)性能測(cè)試及35kV人工短路試驗(yàn)……
通過(guò)上述測(cè)試,印證了華為智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能不僅提高了電網(wǎng)強(qiáng)度及抗擾動(dòng)水平,還大幅提升區(qū)內(nèi)光伏并網(wǎng)發(fā)電能力,為保障區(qū)域電力供應(yīng)、提升消納發(fā)揮重要關(guān)鍵作用,為應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)解決高比例新能源接入對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)和實(shí)踐依據(jù)。
最新構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目具備國(guó)際領(lǐng)先水平
近日,由華為數(shù)字能源、國(guó)家電網(wǎng)有限公司西北分部、國(guó)家電網(wǎng)有限公司西南分部、國(guó)網(wǎng)青海省電力公司、國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司、國(guó)網(wǎng)西藏電力有限公司、華潤(rùn)電力控股有限公司、中國(guó)綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司青海分公司、西藏開(kāi)發(fā)投資集團(tuán)有限公司、國(guó)家能源集團(tuán)青海電力有限公司等單位聯(lián)合申請(qǐng),經(jīng)評(píng)審,鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為:申請(qǐng)技術(shù)鑒定的項(xiàng)目針對(duì)高比例新能源背景下提升新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平與新能源并網(wǎng)消納的需求,在多場(chǎng)站級(jí)自同步幅頻調(diào)制技術(shù)、寬頻自穩(wěn)和致穩(wěn)控制技術(shù)、智能組串式雙級(jí)變換架構(gòu)、功率模組和控制芯片等方面開(kāi)展了研究,研發(fā)了智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。項(xiàng)目整體處于國(guó)際領(lǐng)先水平。
華為董事、華為數(shù)字能源總裁侯金龍表示,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)是適應(yīng)新能源高比例發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),具有廣闊的應(yīng)用空間。華為將持續(xù)加大在構(gòu)網(wǎng)能力、儲(chǔ)能安全、數(shù)字化及AI等核心技術(shù)上的研發(fā)投入,聯(lián)合電網(wǎng)公司、發(fā)電企業(yè)等產(chǎn)業(yè)合作伙伴不斷創(chuàng)新,共同把智能組串式構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能產(chǎn)品打造成構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵裝備,一起推進(jìn)國(guó)內(nèi)國(guó)際的構(gòu)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程,助力新能源加速?gòu)难a(bǔ)充電源成為主力電源。
未來(lái),隨著華為在構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能領(lǐng)域技術(shù)的持續(xù)投入和研發(fā)創(chuàng)新,構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)有望在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,從而加速構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),助力新能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展!
原標(biāo)題:破解瓶頸!華為打造構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能新紀(jì)元