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提升城市电网调节能力,这个新型电力系统示范工程有底气

作者:中国储能网新闻中心 来源:融媒体中心 浙电e家 发布时间:2022-06-29 浏览:

中国储能网讯:迎着钱塘江畔的徐徐微风,杭州钱塘多能互补零碳柔直示范区内,6台风力发电机轻快转动。与此同时,示范区厂房、变电站屋顶的光伏板在阳光下折射出耀眼的光,风、光能经过柔性换流阀汇聚起来,为园区内“直流零碳小屋”亮灯。未来,这里还将接通氢电。

在寸土寸金的大都市城区,建设这样一座示范园区,它能为城市电网发展带来怎样的助益?

带着疑问,记者去实地探究一番,找到了这个示范工程的三个关键词:可靠性、创新性、友好性。

提高电网可靠性

——年停电时间从14.81小时降低到0.86小时

6月22日,距离杭州钱塘多能互补零碳柔直示范园3公里外,吉利汽车钱塘生产基地里机器轰鸣。

示范工程所在的杭州临江高科园,聚集着长安福特、西子航空、西子势必锐等众多高端制造企业,区域用能有着“高用电需求、高供电可靠需求、高减排压力”的特征。与此同时,由于地处钱塘江入海口,夏季频繁受台风“光顾”,区域电网经常面临极端天气等自然环境考验。

那如何保障大家用好电?

钱塘多能互补示范工程给出的解决方案是——打造一个“三足鼎立”的柔性直流“背靠背”供能网架,实现城市用电密集区域局部电网间“手拉手”互联互济。示范工程辐射范围3个局部电网,在这里,分别由35千伏新湾变、110千伏长征变、110千伏临欣变,作为各自的电源点,为500余家企业、近万户居民客户供电。

示范工程在3个局部电源点的中间位置,通过网架连接,相当于在电网上安了一个“水龙头”,让3个电源点可以合环运行、互联互供。当3个局域区域中的任何一个出现用电负荷紧张,另外两个电源点马上可以通过这个“龙头”,为之提供电能补给。极端情况下,任何一方发生故障跳闸,另外两方也将马上响应提供电能,实现故障情况下也不停电。

由此,该区域网格供电可靠性从99.831%提升至99.9902%,年化户均停电时间由14.81小时缩减至0.86小时。

取得多项创新性成果

——数字化技术实现园区“零碳”用能

杭州钱塘多能互补零碳柔直示范园区自建设以来,取得日内瓦国际发明展金奖1项,立项IEEE标准1项,申请发明专利55项,发表SCI/EI论文76篇……

是什么让一个体量不大、投资不大的项目如此硕果累累?

关键是创新。

先来看硬件。杭州钱塘多能互补零碳柔直示范园区是国家重点研发计划《智能配电柔性多状态开关技术、装备及示范应用》项目示范工程落地点,自2013年1月启动以来,创新研制了柔性多状态开关、区域保护控制装置等4项全国首台套设备,实现了多个关键装备的“中国制造”,是国内首个建成投运的中低压直流配用电示范工程。

再来看软件。数字化技术成为牵引新型电力系统转型升级的关键要素。

在杭州钱塘多能互补零碳示范园区里,数字化能量管理系统正在发挥作用。某天旁晚,系统界面显示,光伏出力接近于0,风机仍在正常运行。这时,几台电动汽车驶入园区进行充电,在1毫秒内,系统自动判断风、光新能源出力不能满足充电负荷需求,随即启动碳排最优策略,自动控制储能发力,将前一天晚上储存起来的风电释放出来,补偿新能源实时出力与电动汽车负荷的差值。如此一来,既不需要使用碳排因子较高的大电网电能,又实现供需平衡,以数字化电力调度手段实现园区零碳用能。

数字化能量管理系统

这套数字化能量管理系统就像园区微网系统的大脑,根据新能源特征和电网峰谷平特点,实现碳排放最优化和经济运行。

提升能源系统友好性

——“照单全收”多种新能源提升输电能效40%

钱塘江畔的徐徐微风,带动6台风力发电机叶片转动,屋顶的光伏电板在阳光下闪耀,不久的将来,不远处格力生产园区内的制氢设备还将产生200标方每小时的氢气能源。

而这个示范工程,因为柔性直流对各种新能源“万能路由”友好接入的特性,将对这些风、光、氢等新能源无需转换,“照单全收”。

近年来,风能、太阳能等新能源发展迅猛,这些新能源及其储能装置为直流电,必须通过双向换流器才能实现转换并网。而这些不同形态的能源,是如何被“驯服”在一起高效使用的呢?

杭州钱塘多能互补零碳柔直示范园|丁豪 摄

“如果把电网比作一张输送电力的‘路网’,那么柔性直流就像一辆行驶其中的‘超级货车’。与交流和常规直流相比,它不用牵引、不挑道路,可随时‘卸货’、切换方向,更能把‘忽大忽小’的风电和光伏发电稳妥送到你我家中,因此被称为破解新能源消纳难题的‘金钥匙’。”国网杭州供电公司副总工程师刘伟浩告诉记者。

示范园区采用直流配电网供电方式,新能源在接入和消纳过程中,相比传统交流配电网可节省2次交直转换的能量损耗。并且直流输电还具有快速传输的特征,进一步降低在传送过程中的损耗,实现整体输电过程中能耗效率提升近40%,让新能源的利用既清洁又高效。

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关键字:新型电力系统

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