中国储能网讯:4月30日,我国首个国家级海上风电研究与试验检测基地(以下简称“海上风电试验基地”)150米级叶片试验平台顺利完成土建交安。目前,平台已进入设备安装调试阶段。
今年的政府工作报告提出,加快建设“沙戈荒”新能源基地,发展海上风电,统筹就地消纳和外送通道建设。国网福建省电力有限公司以科技创新为驱动,加强新能源消纳利用与电网稳定控制等关键技术攻关,支撑新能源大规模高比例并网、高水平消纳,推动能源清洁低碳转型,助力实现“双碳”目标。
建设试验基地
海上风电试验基地位于福建省福清市江阴产业园,是国家“十四五”规划重大项目,于2023年12月1日开工建设。该基地包括陆上检测中心和试验风电场两部分。陆上检测中心主要建设传动链平台和150米级叶片试验平台,试验风电场规划建设6个陆上试验机位和20~40个海上试验机位,首批20个海上试验机位选址于长乐外海区。
“海上风电试验基地的建设,对突破海上风电关键核心技术具有重要的基础作用和示范效应,将进一步提升中国风电技术水平和装备制造能力,推动海上风电产业升级,助力实现‘双碳’目标。”国网福建电力科技部主任方日升表示。
凭借独特的海上风电资源优势,近年来,福建海上风力发电实现跃升式发展。截至2024年年底,海上风电装机容量已达381.8万千瓦,占总装机容量的4.25%,风电利用小时数已连续12年位居全国第一。预计到“十四五”末,福建海上风电装机容量将超过400万千瓦。
随着海上风电接入福建电网的规模不断扩大,发电侧的间歇性和波动性等特性明显,给电力系统稳定运行和供需平衡带来挑战。国网福建电力建设海上风电试验基地,规范开展并网前各项试验检测,提升风电机组性能质量和并网友好水平,将为大规模风电接入情况下的电网安全可靠运行提供保障。
据悉,2024年12月,陆上检测中心传动链平台建成投运,是国际技术水平最先进、测试能力最全面的风电机组地面试验平台,可开展25兆瓦级风电机组全工况模拟试验。建设中的150米叶片试验平台,可进行世界上最长尺寸的海上风电叶片疲劳试验与静态载荷试验,试验能力、试验效果、设备效率均优于国内现有试验台。
升级技术装备
从福清兴化湾码头出海,放眼望去,一排排海上风机在蓝天白云下整齐列阵,直径百余米的风机叶轮迎风转动,将海风转换为清洁电能。福建省风能资源丰富。目前,福建已形成海上风电全产业链基地,并且不断刷新全球海上风电装备制造的新纪录。全球首台16兆瓦海上风电机组已在福建成功并网发电。
风电等清洁能源大规模发展,对电力系统安全稳定运行提出更高要求。国网福建电力推进新型电力系统示范区建设,大力实施新型电力系统科技攻关行动,在海上风电送出与消纳等领域输出一批成果,服务新能源高质量发展。
2024年5月10日,在中国电机工程学会召开的“大容量海上风电机组全工况模拟及并网试验关键技术和装备”项目技术评审会上,由福建电力科学研究院牵头完成的课题核心技术方案——《电网模拟功能控制在环仿真验证系统设计方案》通过专家委员会评审。该方案重点研究10万千伏安级大容量电网模拟装置拓扑及控制方法,实现海上风电机组并网点故障(扰动)的宽频动态模拟,从而支撑2万千瓦级大容量海上风电机组开展示范性地面等效试验,为海上风电试验基地建设运行提供技术支撑。
2024年7月31日,由国网福建电力和北京科技大学联合建设的国家材料腐蚀与防护科学数据中心海上风电分中心在福建福州揭牌。
海上风电分中心依托福建丰富的海上风电资源,重点围绕海上风电腐蚀数据资源收集与服务能力、腐蚀试验站点及联网观测能力、数据信息资源标准化及质量体系、数据分析挖掘工具与数据产品研制、数据资源开放及共享服务五大方面推动建设。该中心致力于建立500个以上的海上风电环境腐蚀野外观测点,形成覆盖全国海上风电场的海上风电腐蚀与设备安全监测体系,进一步填补国家海上风电腐蚀站目前在海上风电观测领域的空白。
创新场景应用
作为保障海上风电消纳的有效手段,储能被称为风电的“黄金搭档”,可以弥补风电间歇性供电的短板,保证电力系统稳定运行。
2024年11月13日,福建宁德渔洋里储能电站二期工程建成投运,并完成主要涉网试验。电站内,594个大小不一的电池柜分区域整齐排列。
以往,储能系统普遍采用低压集中式架构技术路线,由大量电池单体通过串联、并联结合的方式,输出直流电压,随后经过功率逆变器转换成交流电,再借助工频变压器完成升压后接入电网。这种方案不仅系统复杂程度高,增加能量损失,且存在并联环流等风险。
为了突破这些限制,福建电科学院储能攻关团队与宁德时代新能源科技股份有限公司联合创新研发了高压直流直挂储能技术,省去变压器,仅通过模块级联便可提升储能系统电压,直接挂网运行,实现百毫秒内响应电力系统调节需求,缓解新能源电源并网带来的功率随机波动、间歇冲击等问题。“摆脱变压器的限制后,储能电站的能量转换效率可从85%提升至90%以上,电能利用率更高。”宁德时代储能技术研发中心主任余东旭介绍。而且,该技术采用阀厅布置,与低压储能的集装箱布置方式相比,占地面积可减少70%以上。
从“靠海吃海”到“向海驭风”,在福建,更多新型电力系统创新场景正在涌现,更多的技术创新成果将“乘风破浪”。