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绿色微电网 乡村新动能

2021-10-27 10:02:10 南方电网报

金秋九月,广东省云浮市新兴县太平镇境内,山峦蜿蜒环抱,田野叠翠流金。群山之中,一座白房子拔地而起。这看似普通的房屋,其实是10千伏共成线中压微电网的“智能大脑”——储能开关站。它将多个分布式电源、大电网、用户、储能设备连接在一起,使分布式电源在停运、并网运行、离网运行方式之间自适应转换,同时像一个“大充电宝”,可以存储2兆瓦电能。

10千伏共成线中压微电网,是南方电网公司第一个“源网荷储”中压特色微电网工程。日前,该工程顺利投产。工程将有效提高太平镇的用电质量,使当地水电清洁能源得到“友好”消纳,助力广东“双碳”目标实现。

深入山间,把脉“卡脖子”难题

近年来,太平镇大力发展生态旅游产业,青山、绿水、乡韵处处可见,象窝山生态园俨然成了当地推进乡村振兴的一张亮丽名片。

但随着游客数量不断增加,象窝山生态园用电负荷达9000千瓦,未来用电需求量仍可能增加。目前,该生态园仅有共成线一回单辐射线路,存在供电半径长、电能质量差等“卡脖子”难题,制约着当地乡村旅游的发展。同时,该地区周边的水电资源丰富,丰水期小水电站集中抢发上网,整体线路电压偏高,出现大量弃水现象,清洁能源利用效率低下、浪费严重。

如何把乡村旅游用电和水电资源利用有机结合起来,既确保供电可靠性,又兼顾清洁能源的利用率?广东电网公司云浮供电局电网规划人员走进象窝山所在供电辖区,实地掌握当地电源出力、网架结构、负荷构成、水文记录等第一手数据,并与系统内科研机构多次思想碰撞,最终决定通过构建“源(水电)-网-荷-储”微电网解决上述问题,投资建设以储能开关站为基础的智能电网工程——10千伏共成微电网工程。

“前无资鉴”,攻坚克难提前3个月投产

建设具备自主调节能力的小水电中压微电网,国内没有成熟经验和相关技术标准可资借鉴,其中尤数调度控制系统设计挑战性最大。

“小水电均为径流式且专线上网,储能怎么用,配多少合适,这些在当时都悬而待解。”广东电网公司云浮供电局电网规划中心总经理郑伟回忆道。面对困难,在云浮供电局党委的带领下,以党员为骨干的技术攻关团队摸着石头过河,夜以继日开展微电网方案设计、策略与控制系统研发、工程建设、调试等工作。

云浮新兴供电局工程建设部经理叶子忠忘不掉那段趋于“极限”的日子。他说,工程项目部所有人员在项目现场驻守了三个月。为了验证控制策略的可行性,更是根据以往10千伏共成线负荷功率和小水电发电功率,分别选取典型日作为丰大、丰小、枯小、枯大运行方式,对控制策略进行仔细的仿真验证、分析。由于潮湿闷热、蚊虫泛滥,工作、生活等各方面条件比农村老家都艰苦多了。

“完工时,大家体重平均减轻了10多斤。我回到家时,我爱人看到我的样子都掉泪了。”叶子忠说。

历经9个月的全力以赴,工程项目部完成征地、土建、设备安装等一系列环节,攻克了“双母线压差过大,导致同期合闸失败”等115个复杂的技术难题,研发出电压控制策略、并离网转换控制策略、黑启动控制策略三大策略。原计划近2000个点的远动对点、上百个设备的单体调试、联调工作,由3个月压缩至1个月,整个工程完工节点提前了足足3个月。

绿色蝶变,停电时间大幅缩短

9月2日21时45分,一声响亮的“启动成功”从对讲机传来,标志着共成线微电网正式投运,成为南方电网公司首个“源(水电)-网-荷-储”中压特色微电网。

据了解,整个微电网的构建参照500千伏变电站的3/2物理接线,突破性采用2个可编程计算机控制器节点,大大提升了微电网控制的灵活性。而2兆瓦的储能配置可在大电网停电时自动黑启动,通过对各支路合闸时的分段投入控制,采用以“水电-负荷小容量”交替启动的方式逐步恢复供电,减少对主电源的冲击,确保重点旅游区及镇区其他用户用电无忧。

如今,通过储能开关站这个“神经中枢”,该微电网能够实时自动调整运行方式,使小水电站等分布式电源在停运、并网运行、离网运行方式之间灵活转换,解决供电区域丰水期高电压和枯水期低电压问题,极大提高了水电资源利用率,辖区中压线路电压合格率也大幅上升,困扰象窝山生态园等用户多时的用电质量问题得到彻底解决。

“微电网不仅盘活了小水电资源,也为当地乡村旅游发展注入了生机与活力。”郑伟表示,项目投运后,小水电全额消纳,减少弃水约43%;共成线与凤山线的电压有效控制在9.3-10.7千伏的合理范围内;象窝山生态园的供电可靠性从99.64%提升到99.99%,用户年平均停电时间也从原来的14.85小时压缩到1小时内。




责任编辑: 李颖

标签: 绿色微电网 分布式电源

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