當(dāng)以風(fēng)能和太陽(yáng)能為代表的新能源被賦予“第三次工業(yè)革命核心”的重任時(shí),如何克服這兩種“最清潔能源”與生俱來(lái)的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)規(guī)模化并網(wǎng),便成為一道橫亙?cè)谛履茉撮_(kāi)發(fā)利用之路上的難題。國(guó)家電網(wǎng)公司始終致力于破解清潔能源發(fā)展瓶頸,不辱使命,不負(fù)重托,采用世界首創(chuàng)的“風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電”技術(shù)路線,在智能電網(wǎng)技術(shù)框架下,建成目前世界規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及輸電工程“四位一體”的可再生能源項(xiàng)目——風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程,為破解清潔能源大規(guī)模并網(wǎng)這一世界性難題展開(kāi)了前沿性探索,取得豐碩成果。
【工程概況】
位于國(guó)家八大千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地之一的張家口市的張北縣、尚義縣境內(nèi),風(fēng)資源豐富,日照充足,具備我國(guó)新能源開(kāi)發(fā)利用的典型特征。
按照風(fēng)電場(chǎng)500兆瓦,光伏電站100兆瓦和儲(chǔ)能裝置70兆瓦設(shè)計(jì)規(guī)劃,以“風(fēng)光互補(bǔ)、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”為攻堅(jiān)目標(biāo),投資近100億元,由國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)運(yùn)營(yíng)。
采用全球首創(chuàng)的“風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電”技術(shù)路線,在智能電網(wǎng)技術(shù)框架下,構(gòu)建新能源發(fā)電領(lǐng)域自主創(chuàng)新和試驗(yàn)示范兩個(gè)平臺(tái),帶動(dòng)風(fēng)電和光伏發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí),促進(jìn)風(fēng)電、光伏并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定出臺(tái),是提升新能源綜合利用水平的重大科技創(chuàng)新工程。
1.國(guó)內(nèi)最大的源網(wǎng)友好型風(fēng)電場(chǎng)
2.國(guó)內(nèi)最大的功率調(diào)節(jié)型光伏電站
3.世界規(guī)模最大多類型電池儲(chǔ)能電站
4.國(guó)內(nèi)首創(chuàng)風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電控制和調(diào)度模式
【工程之最】
1.國(guó)內(nèi)最大的源網(wǎng)友好型風(fēng)電場(chǎng)
示范工程全部選用容量大、效率高、并網(wǎng)友好的國(guó)產(chǎn)裝備,率先在國(guó)內(nèi)完成高電壓穿越技術(shù)改造測(cè)試,發(fā)電特性出力平穩(wěn),達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。首創(chuàng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),通過(guò)自主研發(fā)的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電互補(bǔ)機(jī)制及系統(tǒng)集成技術(shù),提出容量最優(yōu)配比方法及設(shè)計(jì)導(dǎo)則,示范電站10分鐘平均波動(dòng)率低于5%,而常規(guī)風(fēng)電場(chǎng)為30%以上。在新能源發(fā)電及源網(wǎng)協(xié)調(diào)領(lǐng)域,研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng),提出風(fēng)光儲(chǔ)7種組態(tài)時(shí)序出力優(yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合等多種發(fā)電運(yùn)行方式自動(dòng)組態(tài)、智能優(yōu)化和平滑切換,發(fā)電品質(zhì)接近常規(guī)電源,提升了大規(guī)模新能源匯集區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行水平。
2.國(guó)內(nèi)最大的功率調(diào)節(jié)型光伏電站
應(yīng)用最全光伏發(fā)電形式,多種設(shè)備同臺(tái)比對(duì)、研究,為我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力技術(shù)、數(shù)據(jù)支持。高精度光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),較常規(guī)電站預(yù)測(cè)精度提高50%。國(guó)內(nèi)首次建立風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電功率預(yù)測(cè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào),實(shí)現(xiàn)多尺度全天候風(fēng)光聯(lián)合功率預(yù)測(cè)技術(shù)。國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用云成像技術(shù)和裝置開(kāi)展光伏功率預(yù)測(cè),大范圍捕捉方圓云層數(shù)據(jù)信息,有效提升光伏電站超短期功率預(yù)測(cè)能力。
3.世界規(guī)模最大多類型電池儲(chǔ)能電站
突破大規(guī)模電池成組以及電池系統(tǒng)級(jí)聯(lián)技術(shù),首創(chuàng)大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)、管理綜合控制系統(tǒng)。研發(fā)的儲(chǔ)能電池大容量成組以及大規(guī)模系統(tǒng)級(jí)聯(lián)技術(shù),提出電池動(dòng)態(tài)大容量成組技術(shù)及電池系統(tǒng)級(jí)聯(lián)方法,解決系統(tǒng)集成線性放大難題,實(shí)現(xiàn)27.5萬(wàn)只電池單體電池儲(chǔ)能系統(tǒng)電站化集成,電站整體能量轉(zhuǎn)換效率大于90%;大規(guī)模儲(chǔ)能電站監(jiān)測(cè)與控制技術(shù),提出儲(chǔ)能電站集中控制與儲(chǔ)能單元就地調(diào)控相互耦合分層實(shí)時(shí)控制架構(gòu),開(kāi)發(fā)電池儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站全功率響應(yīng)時(shí)間小于900毫秒、出力偏差小于1.5%;全球首家具有“黑啟動(dòng)”功能的大規(guī)模新能源聯(lián)合發(fā)電站,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域技術(shù)空白,確保新能源涉及的局部微電網(wǎng)在特殊情況下可靠運(yùn)行。
4.國(guó)內(nèi)首創(chuàng)風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電控制和調(diào)度模式
220千伏智能變電站以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ),自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè);支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)。風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電全景檢測(cè)與綜合控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)在新能源場(chǎng)站監(jiān)控系統(tǒng)首次應(yīng)用。能夠?qū)崟r(shí)優(yōu)化協(xié)調(diào)風(fēng)、光、儲(chǔ)各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài),減小風(fēng)電和光伏發(fā)電功率大幅度、高頻率波動(dòng),提高電網(wǎng)接納風(fēng)電和光伏電源能力,實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的全景監(jiān)測(cè)與綜合控制。7種模式架構(gòu)下的多控制目標(biāo)跟蹤與多源協(xié)調(diào)控制技術(shù),滿足平滑出力、跟蹤計(jì)劃、系統(tǒng)調(diào)頻、削峰填谷等多樣調(diào)度需求,解決了新能源發(fā)電精細(xì)化運(yùn)行與控制,為大規(guī)模新能源并網(wǎng)以及調(diào)度提供技術(shù)支撐,實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電可控制與可調(diào)度。
作者:劉杰 趙淑偉 梁立新 來(lái)源:國(guó)家電網(wǎng)報(bào)
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