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綠電出深山 穩(wěn)定又安全(探訪)
2024年04月18日 08:51 來源:人民日?qǐng)?bào) 關(guān)燈

湖北廣水,風(fēng)力發(fā)電機(jī)矗立在山坡上。

湖北廣水,連片的光伏面板。以上圖片均為夏一菲攝(影像中國)

核心閱讀

風(fēng)、光等新能源發(fā)電易受自然環(huán)境影響產(chǎn)生波動(dòng),要想維持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定并提高清潔能源的利用率,需要加快技術(shù)創(chuàng)新。湖北廣水探索建立新能源新型電力系統(tǒng),通過對(duì)發(fā)電到用電的一體化管理,讓20多萬居民用上了持續(xù)穩(wěn)定的綠電,有效促進(jìn)當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)優(yōu)化和新能源消納。

迎著春日的晨光,走進(jìn)湖北隨州廣水市十里街道寶林寺村,滿是光伏板的向陽山坡,像一面巨大的鏡子,在陽光下熠熠生輝。

“這里十幾個(gè)山頭的光伏板,光照好的時(shí)候,每天可發(fā)電近20萬千瓦時(shí)。”廣水市寶林風(fēng)光一體發(fā)電站工作人員騰洪波說,它們與20公里外的風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的綠電,將傳輸?shù)綄毩诛L(fēng)光一體發(fā)電站,再送入主電網(wǎng)。

寶林風(fēng)光一體發(fā)電站位于廣水市100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程示范區(qū)域(以下簡稱“示范區(qū)”),是當(dāng)?shù)匦滦碗娏ο到y(tǒng)的重要組成部分。

“新型電力系統(tǒng)工程以新能源供電為主體,每天可穩(wěn)定為20多萬人提供綠電,覆蓋廣水市主要商業(yè)、工業(yè)用戶和居民。”國網(wǎng)隨州供電公司總工程師孫朝霞介紹。

新能源產(chǎn)業(yè)興起,帶來新考驗(yàn)

行駛在高速公路上,只見遠(yuǎn)處的白色風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片一直在旋轉(zhuǎn)?!拔覀冞@里有3座風(fēng)電場和1座風(fēng)光一體發(fā)電站,能滿足示范區(qū)內(nèi)所有居民的用電?!睂O朝霞說。

廣水市地處中緯度季風(fēng)環(huán)流區(qū)域中部,擁有桐柏山至大別山、荊山與大洪山交匯地兩個(gè)風(fēng)帶,海拔70米以上地區(qū)年平均風(fēng)速為5.5—7.0米/秒,風(fēng)能資源豐富。

“這里還是湖北省太陽能資源一級(jí)可利用區(qū),平均年日照時(shí)長達(dá)1930小時(shí),太陽能資源也很豐富?!睂O朝霞介紹,有很多企業(yè)前來發(fā)展新能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)。2012年,隨州首家新能源場站——鳳鳴風(fēng)電場全部并網(wǎng)發(fā)電,隨后不少新能源電站也相繼并網(wǎng)。

新能源產(chǎn)業(yè)的興起,也給隨州電網(wǎng)帶來考驗(yàn)。“那時(shí),不同類型的新能源發(fā)電設(shè)備‘單打獨(dú)斗’,自然條件好時(shí),電力盈余;條件不好的時(shí)候,電力缺乏?!眹W(wǎng)湖北省電力有限公司電力科學(xué)研究院研究員葉暢說。

2016年,寶林光伏電站并網(wǎng)。2020年,隨著風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行,正式形成寶林風(fēng)光一體發(fā)電站?!耙惑w發(fā)電站使得風(fēng)電場和光電場實(shí)現(xiàn)了聯(lián)通,風(fēng)電和光電互相補(bǔ)充,陽光充足時(shí)光伏多發(fā)電,風(fēng)大時(shí)風(fēng)機(jī)多發(fā)電?!彬v洪波說,寶林風(fēng)光一體發(fā)電站長期穩(wěn)定運(yùn)營,為構(gòu)建新能源新型電力系統(tǒng)提供了初步思路。

獨(dú)木不成林,要實(shí)現(xiàn)廣水市千家萬戶都能穩(wěn)定使用綠電的目標(biāo),僅靠一座發(fā)電站并不夠。

“風(fēng)電和光電不斷增長,但受限于技術(shù)水平,這些綠電并不能被充分利用?!睂O朝霞解釋,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的電力來源可控,負(fù)荷變化相對(duì)有規(guī)律,而風(fēng)、光等新能源電力不穩(wěn)定。隨著新能源占比越來越高,電源出力隨機(jī)性也越來越高,要想維持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定并提高清潔能源的利用率,需要加快技術(shù)創(chuàng)新,構(gòu)建新型電力系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)從發(fā)電到用電的一體化管理。

5G全覆蓋,發(fā)電用電智能自動(dòng)控制

中午,國網(wǎng)隨州供電公司電力調(diào)度控制中心調(diào)度班班長賈耀坤坐在工位上,專注地盯著眼前的屏幕。屏幕上,廣水新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程供區(qū)的新能源電場、光儲(chǔ)充站、變電站等設(shè)備通過密密麻麻的彩色線條連接在一起。

“我們這里一天24小時(shí)都有人值班,時(shí)刻關(guān)注區(qū)內(nèi)發(fā)電和用電情況,源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制系統(tǒng)對(duì)示范區(qū)發(fā)電用電實(shí)施智能自動(dòng)控制,顯著提升了運(yùn)行穩(wěn)定性?!辟Z耀坤說。

為保障新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,廣水市對(duì)域內(nèi)電網(wǎng)的新能源發(fā)電設(shè)備、用戶終端等多個(gè)應(yīng)用場景實(shí)現(xiàn)5G全覆蓋。

“我們利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),開發(fā)了新能源發(fā)電預(yù)測系統(tǒng)、新能源發(fā)電有功自動(dòng)控制、新能源無功電壓協(xié)同控制等多個(gè)系統(tǒng),建成了新能源電網(wǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)?!比~暢介紹,示范區(qū)4個(gè)新能源電場、2個(gè)變電站、17條饋線、703座臺(tái)變及相關(guān)用戶設(shè)施等均已連接至新能源電網(wǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)。

研究人員還在供區(qū)內(nèi)建設(shè)了5個(gè)光儲(chǔ)能站,發(fā)明了配套的構(gòu)網(wǎng)型控制器?!翱刂破髂軌蚪⒉⒕S護(hù)新型電力系統(tǒng)的頻率、電壓,讓新能源發(fā)電裝備與儲(chǔ)能電源具備與煤電、水電等常規(guī)電源相近的性能?!比~暢說。

依靠新能源電網(wǎng)數(shù)字孿生平臺(tái)、構(gòu)網(wǎng)型控制器等軟硬件組成的源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制系統(tǒng),工作人員能夠?qū)崟r(shí)協(xié)同控制示范區(qū)分布式電源、電動(dòng)汽車充電樁等新能源設(shè)備,精準(zhǔn)調(diào)節(jié)電壓波動(dòng),提高新能源的利用率。

“在各種極端復(fù)雜功率波動(dòng)場景下,尤其是100%新能源獨(dú)立組網(wǎng)時(shí),源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制系統(tǒng)可以保證新能源的電壓、頻率穩(wěn)定,滿足系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)綠色高效、孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)安全可靠等功能需求?!比~暢說。

兩個(gè)電網(wǎng)柔性互動(dòng),穩(wěn)定社會(huì)用電

“沒想到生活在小縣城,也能這么快步入低碳生活!”家住示范區(qū)內(nèi)十里街道中懋小區(qū)的王建說,“去年家里用上了綠電,剛開始還有點(diǎn)擔(dān)心,時(shí)間一長,感覺和之前一樣穩(wěn)定”。

新能源發(fā)電主要“靠天吃飯”,示范區(qū)用電安全穩(wěn)定如何保障?

“我們的新型能源電力系統(tǒng)仍然與主電網(wǎng)柔性互動(dòng),兩個(gè)電網(wǎng)通過能量路由器相連,新能源供電不足時(shí),供區(qū)內(nèi)可以立即用上主網(wǎng)的電?!比~暢介紹,能量路由器相當(dāng)于一個(gè)閥門,類似WiFi網(wǎng)絡(luò)路由器,當(dāng)能量路由器開啟時(shí),新能源新型電力系統(tǒng)與大電網(wǎng)相連,從大電網(wǎng)取得電能通過線路輸送到每家每戶;關(guān)閉時(shí),則與大電網(wǎng)斷開,將儲(chǔ)能電站的富余綠電,輸出給用戶。

在廣水市虎山能量路由器站,大小不一的儲(chǔ)能電池艙、儲(chǔ)能變流升壓艙、協(xié)調(diào)控制及輔助系統(tǒng)預(yù)制艙等設(shè)備嗡嗡作響。

“我們的能量路由器能連接不同電壓等級(jí)的3個(gè)交流端口和4個(gè)直流端口,各端口可靈活配置成不同控制方式,能量得以在不同端口間轉(zhuǎn)換?!比~暢介紹,通過能量路由器,工作人員還可以快速精準(zhǔn)控制各端口電力潮流方向和大小,保證示范區(qū)內(nèi)新能源與傳統(tǒng)能源無縫銜接。

目前,廣水市100%新能源新型電力系統(tǒng)整體運(yùn)營過程覆蓋了風(fēng)、光、儲(chǔ)、能量路由器、用戶終端等多個(gè)應(yīng)用場景,保證示范區(qū)100%新能源獨(dú)立供電時(shí)間占比超過70%、新能源供電量占比超過80%,有效促進(jìn)當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)優(yōu)化和新能源消納。

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年04月18日 07 版)

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編輯:方琳
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