中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：迎著錢塘江畔的徐徐微風(fēng)，杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范區(qū)內(nèi)，6臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)輕快轉(zhuǎn)動(dòng)。與此同時(shí)，示范區(qū)廠房、變電站屋頂?shù)墓夥逶陉?yáng)光下折射出耀眼的光，風(fēng)、光能經(jīng)過(guò)柔性換流閥匯聚起來(lái)，為園區(qū)內(nèi)“直流零碳小屋”亮燈。未來(lái)，這里還將接通氫電。
在寸土寸金的大都市城區(qū)，建設(shè)這樣一座示范園區(qū)，它能為城市電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)怎樣的助益？
帶著疑問(wèn)，記者去實(shí)地探究一番，找到了這個(gè)示范工程的三個(gè)關(guān)鍵詞：可靠性、創(chuàng)新性、友好性。
提高電網(wǎng)可靠性
——年停電時(shí)間從14.81小時(shí)降低到0.86小時(shí)
6月22日，距離杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園3公里外，吉利汽車錢塘生產(chǎn)基地里機(jī)器轟鳴。
示范工程所在的杭州臨江高科園，聚集著長(zhǎng)安福特、西子航空、西子勢(shì)必銳等眾多高端制造企業(yè)，區(qū)域用能有著“高用電需求、高供電可靠需求、高減排壓力”的特征。與此同時(shí)，由于地處錢塘江入海口，夏季頻繁受臺(tái)風(fēng)“光顧”，區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)常面臨極端天氣等自然環(huán)境考驗(yàn)。
那如何保障大家用好電？
錢塘多能互補(bǔ)示范工程給出的解決方案是——打造一個(gè)“三足鼎立”的柔性直流“背靠背”供能網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)城市用電密集區(qū)域局部電網(wǎng)間“手拉手”互聯(lián)互濟(jì)。示范工程輻射范圍3個(gè)局部電網(wǎng)，在這里，分別由35千伏新灣變、110千伏長(zhǎng)征變、110千伏臨欣變，作為各自的電源點(diǎn)，為500余家企業(yè)、近萬(wàn)戶居民客戶供電。
示范工程在3個(gè)局部電源點(diǎn)的中間位置，通過(guò)網(wǎng)架連接，相當(dāng)于在電網(wǎng)上安了一個(gè)“水龍頭”，讓3個(gè)電源點(diǎn)可以合環(huán)運(yùn)行、互聯(lián)互供。當(dāng)3個(gè)局域區(qū)域中的任何一個(gè)出現(xiàn)用電負(fù)荷緊張，另外兩個(gè)電源點(diǎn)馬上可以通過(guò)這個(gè)“龍頭”，為之提供電能補(bǔ)給。極端情況下，任何一方發(fā)生故障跳閘，另外兩方也將馬上響應(yīng)提供電能，實(shí)現(xiàn)故障情況下也不停電。
由此，該區(qū)域網(wǎng)格供電可靠性從99.831%提升至99.9902%，年化戶均停電時(shí)間由14.81小時(shí)縮減至0.86小時(shí)。
取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果
——數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)園區(qū)“零碳”用能
杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)自建設(shè)以來(lái)，取得日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)1項(xiàng)，立項(xiàng)IEEE標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利55項(xiàng)，發(fā)表SCI/EI論文76篇……
是什么讓一個(gè)體量不大、投資不大的項(xiàng)目如此碩果累累？
關(guān)鍵是創(chuàng)新。
先來(lái)看硬件。杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃《智能配電柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)技術(shù)、裝備及示范應(yīng)用》項(xiàng)目示范工程落地點(diǎn)，自2013年1月啟動(dòng)以來(lái)，創(chuàng)新研制了柔性多狀態(tài)開(kāi)關(guān)、區(qū)域保護(hù)控制裝置等4項(xiàng)全國(guó)首臺(tái)套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)關(guān)鍵裝備的“中國(guó)制造”，是國(guó)內(nèi)首個(gè)建成投運(yùn)的中低壓直流配用電示范工程。
再來(lái)看軟件。數(shù)字化技術(shù)成為牽引新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵要素。
在杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳示范園區(qū)里，數(shù)字化能量管理系統(tǒng)正在發(fā)揮作用。某天旁晚，系統(tǒng)界面顯示，光伏出力接近于0，風(fēng)機(jī)仍在正常運(yùn)行。這時(shí)，幾臺(tái)電動(dòng)汽車駛?cè)雸@區(qū)進(jìn)行充電，在1毫秒內(nèi)，系統(tǒng)自動(dòng)判斷風(fēng)、光新能源出力不能滿足充電負(fù)荷需求，隨即啟動(dòng)碳排最優(yōu)策略，自動(dòng)控制儲(chǔ)能發(fā)力，將前一天晚上儲(chǔ)存起來(lái)的風(fēng)電釋放出來(lái)，補(bǔ)償新能源實(shí)時(shí)出力與電動(dòng)汽車負(fù)荷的差值。如此一來(lái)，既不需要使用碳排因子較高的大電網(wǎng)電能，又實(shí)現(xiàn)供需平衡，以數(shù)字化電力調(diào)度手段實(shí)現(xiàn)園區(qū)零碳用能。
數(shù)字化能量管理系統(tǒng)
這套數(shù)字化能量管理系統(tǒng)就像園區(qū)微網(wǎng)系統(tǒng)的大腦，根據(jù)新能源特征和電網(wǎng)峰谷平特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碳排放最優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
提升能源系統(tǒng)友好性
——“照單全收”多種新能源提升輸電能效40%
錢塘江畔的徐徐微風(fēng)，帶動(dòng)6臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，屋頂?shù)墓夥姲逶陉?yáng)光下閃耀，不久的將來(lái)，不遠(yuǎn)處格力生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)的制氫設(shè)備還將產(chǎn)生200標(biāo)方每小時(shí)的氫氣能源。
而這個(gè)示范工程，因?yàn)槿嵝灾绷鲗?duì)各種新能源“萬(wàn)能路由”友好接入的特性，將對(duì)這些風(fēng)、光、氫等新能源無(wú)需轉(zhuǎn)換，“照單全收”。
近年來(lái)，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)展迅猛，這些新能源及其儲(chǔ)能裝置為直流電，必須通過(guò)雙向換流器才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換并網(wǎng)。而這些不同形態(tài)的能源，是如何被“馴服”在一起高效使用的呢？
杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園｜丁豪 攝
“如果把電網(wǎng)比作一張輸送電力的‘路網(wǎng)’，那么柔性直流就像一輛行駛其中的‘超級(jí)貨車’。與交流和常規(guī)直流相比，它不用牽引、不挑道路，可隨時(shí)‘卸貨’、切換方向，更能把‘忽大忽小’的風(fēng)電和光伏發(fā)電穩(wěn)妥送到你我家中，因此被稱為破解新能源消納難題的‘金鑰匙’。”國(guó)網(wǎng)杭州供電公司副總工程師劉偉浩告訴記者。
示范園區(qū)采用直流配電網(wǎng)供電方式，新能源在接入和消納過(guò)程中，相比傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)可節(jié)省2次交直轉(zhuǎn)換的能量損耗。并且直流輸電還具有快速傳輸?shù)奶卣鳎M(jìn)一步降低在傳送過(guò)程中的損耗，實(shí)現(xiàn)整體輸電過(guò)程中能耗效率提升近40%，讓新能源的利用既清潔又高效。
