南网建成首个“源网荷储”中压特色微电网

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,看似普通的一座白房子,其实是10千伏共成线中压微电网的“智能大脑”——储能开关站。

这座由南方电网数字电网研究院有限公司参建的云浮10kV共成线微电网示范工程,在原有10kV共成线基础上,通过加装自动化控制系统、新建储能开关站、接入小水电,构建南方电网公司五省区首个“源(水)-网-荷-储”微电网示范工程,为解决广东云浮市太平镇供电可靠性低,运行电压高、水电资源利用率低,推进新型城镇化与乡村振兴有效衔接注入绿色新动能。

既保障供电可靠性

又要兼顾清洁能源利用率

广东云浮市太平镇大力发展旅游生态产业,青山、绿水、乡韵处处可见。近年来,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。

随着游客数量增加,象窝山生态园用电负荷不断攀升。而这里仅有的共成线一回单幅射线路,存在供电半径长、电能质量差等难题,严重制约着当地乡村旅游发展。同时,这里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研讨,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。

摸着石头过河

夜以继日研发调试

南网建成首个“源网荷储”中压特色微电网

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。”南方电网广东云浮供电局电网规划中心总经理郑伟回忆说。面对困难,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。

回忆起那段趋于“极限”的日子,云浮新兴供电局工程建设部经理叶子忠说,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,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。

历经9个月,最终攻克了电能质量、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,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。

“神经中枢”

增添乡村振兴新活力

随着一声响亮的“启动成功”,金秋九月,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,南网数研院创新利用“双PCC节点控制+储能开关站3/2接线方式+储能技术”,通过中央控制系统实现10kV共成线微电网的多层级、多目标自平衡调节,通过控制负荷、小水电在两条中压线路之间的转供电及储能充放电等控制变量,实现小水电等分布式电源在停运、并网运行、离网运行之间灵活切换,提高水电资源利用率,解决丰水期高电压和枯水期低电压问题,并保障微电网区域内重要负荷的持续供电,推动构建绿色高效、柔性开放、安全可靠的“微网级”新型电力系统。

“如今,通过储能开关站这个‘神经中枢’,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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