微电网盘活小水电资源,助力乡村发展

2021-10-12 02:45:14 来源: 科技日报

微电网盘活小水电资源,助力乡村发展

99.99%

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”特色微电网工程。共成线微电网投运后,可实现小水电全额消纳,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也从99.64%提升到99.99%。

金秋时节,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“神经中枢”——储能开关站。它将多个分布式电源、大电网、用户、储能设备链接在一起,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,同时它又像一个“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,把脉核心技术难题

近年来,太平镇大力发展旅游生态产业,青山、绿水、乡韵处处可见,象窝山生态园俨然成了当地推进新型城镇化与乡村振兴有效衔接的一张亮丽名片。

随着游客数量不断增加,象窝山生态园用电负荷不断攀升,未来用电需求量仍可能增加。但这里存在供电半径长、电能质量差等问题,制约着当地乡村旅游的发展。同时,这里周边的水电资源却很丰富,丰水期小水电站都集中抢发(电)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?南方电网广东云浮供电局(以下简称云浮供电局)电网规划人员走进象窝山所属供电辖区,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。

于是,云浮供电局投资建设了以储能开关站为基础的智能电网工程——10千伏共成线中压微电网工程。

攻坚克难,较原计划提前完工

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。

面对困难,云浮供电局以党员为骨干的技术攻关团队,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。

“工程项目部所有人员在项目现场驻守了3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(水)大、丰(水)小、枯(水)小、枯(水)大运行日期,对控制策略进行仔细的仿真验证、分析。”云浮供电局下属新兴供电局工程建设部经理叶子忠说。

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,攻克了电能质量、能量调度、监控分析等上百个复杂的技术难题,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、联调工作的完成时间由3个月压缩至1个月,整个工程完工节点比原计划提前了3个月。

绿色蝶变,可靠性大幅提升

9月2日21时45分,一声响亮的“启动成功”从对讲机传来,标志着共成线中压微电网正式投运,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。

“工程投运后,可实现小水电全额消纳,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也从99.64%提升到99.99%。”云浮供电局电网规划中心总经理郑伟说,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,一幅火热生动的乡村旅游画卷正在太平镇徐徐展开。

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