中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：南瑞繼保在新能源發(fā)展伊始便敏銳洞察到它對(duì)未來(lái)電力系統(tǒng)將產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響，緊密?chē)@源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)全環(huán)節(jié)及其互動(dòng)，以“安全、靈活、智慧、高效”為目標(biāo)，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供解決方案，以“務(wù)實(shí)、求精；協(xié)作、創(chuàng)新”為指引，為“雙碳”驅(qū)動(dòng)下的能源變革貢獻(xiàn)智慧與力量。
構(gòu)網(wǎng)技術(shù)，打造新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定利器
針對(duì)新能源和電力電子設(shè)備大量應(yīng)用導(dǎo)致的電網(wǎng)安全穩(wěn)定問(wèn)題，南瑞繼保提出了基于構(gòu)網(wǎng)控制的技術(shù)路線，通過(guò)電力電子變流器控制向電網(wǎng)提供穩(wěn)定的交流內(nèi)電勢(shì)，與同步發(fā)電機(jī)具有相同的支撐作用，率先實(shí)現(xiàn)在儲(chǔ)能、柔直、靜止調(diào)相機(jī)和SVG的工程應(yīng)用，從根本上解決了新型電力系統(tǒng)中同步電壓源不足的問(wèn)題，奠定了新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定基礎(chǔ)。
南瑞繼保研究院副總工程師 劉為群
2020年，南瑞繼保在業(yè)內(nèi)率先倡導(dǎo)并開(kāi)展具備電網(wǎng)支撐能力的構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)研究，發(fā)展了完備的構(gòu)網(wǎng)控制策略，開(kāi)發(fā)了構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、構(gòu)網(wǎng)型SVG、靜止同步調(diào)相機(jī)，以及構(gòu)網(wǎng)型柔性直流等關(guān)鍵裝備，切實(shí)將構(gòu)網(wǎng)理論轉(zhuǎn)化成電網(wǎng)穩(wěn)定的利器。
2022年，投運(yùn)國(guó)內(nèi)首座電網(wǎng)側(cè)大容量構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能電站——湖北荊門(mén)新港50MW/100MWh高橋儲(chǔ)能電站。
2023年6月，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能在額濟(jì)納國(guó)內(nèi)首例廣域大網(wǎng)架極高比例新能源電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期離網(wǎng)運(yùn)行試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)揮“中流砥柱”作用。
2023年7月初，完成張北柔性直流電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)網(wǎng)改造，解決了寬頻振蕩難題，實(shí)現(xiàn)了100%純新能源滿功率通過(guò)構(gòu)網(wǎng)柔直并網(wǎng)送出，引領(lǐng)柔性直流輸電邁進(jìn)“構(gòu)網(wǎng)”新時(shí)代。
2023年7月底，構(gòu)網(wǎng)型SVG中標(biāo)新疆木壘風(fēng)電匯集站項(xiàng)目，為500MW風(fēng)電送出提供無(wú)延時(shí)同步無(wú)功支撐。
2023年9月，在新疆阿克陶龍?jiān)垂夥鼉?chǔ)能電站成功實(shí)施國(guó)內(nèi)首次構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能出口人工短路試驗(yàn)，展現(xiàn)出優(yōu)越的故障穿越能力和對(duì)電網(wǎng)的主動(dòng)支撐能力。
儲(chǔ)能技術(shù)，提升新型電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力
南瑞繼保深入研究抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，并不斷拓展壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能和新能源制氫等相關(guān)領(lǐng)域，支撐構(gòu)建多種儲(chǔ)能技術(shù)相互融合的新型電力系統(tǒng)儲(chǔ)能體系，不僅解決了電網(wǎng)調(diào)節(jié)性問(wèn)題，更豐富了電網(wǎng)“第二道防線”的控制手段，極大地提升了新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
電化學(xué)儲(chǔ)能方向：2014年，研究電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)和裝備。2015年，完成國(guó)內(nèi)首套鈉硫電池儲(chǔ)能工程配套。2018年，經(jīng)中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)鑒定，整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。2019年，完成電池管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與批量應(yīng)用，具備基于電芯的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成能力。2021年，在珠海橫琴燃?xì)怆姀S實(shí)現(xiàn)世界首次儲(chǔ)能輔助9F燃機(jī)黑啟動(dòng)。2021年，成功研制液冷一體柜和高壓直掛儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。產(chǎn)品覆蓋中國(guó)、日本、瑞士、英國(guó)、南非等二十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，容量超過(guò)5GW。
抽水蓄能方向：2009年，開(kāi)始靜止變頻器（SFC）研發(fā)。2014年，完成國(guó)內(nèi)首臺(tái)套300MW級(jí)抽蓄SFC，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。同年，開(kāi)始交流勵(lì)磁技術(shù)及水電監(jiān)控技術(shù)攻關(guān)。分別于2018年和2022年成功研制3.3kV和6.6kV交流勵(lì)磁系統(tǒng)。2021年，實(shí)現(xiàn)小灣電廠水電監(jiān)控系統(tǒng)工程應(yīng)用。2023年，在肇慶4×300MW抽蓄項(xiàng)目，提供了監(jiān)控、勵(lì)磁/交流勵(lì)磁、SFC、協(xié)調(diào)控制器、保護(hù)一體化解決方案。
壓縮空氣儲(chǔ)能方向：依托公司能源工業(yè)領(lǐng)域監(jiān)控技術(shù)的豐富積累，成功研制壓縮控制儲(chǔ)能電站DCS/SIS+NCS+ECMS熱工電氣一體化監(jiān)控系統(tǒng)。2023年，實(shí)施世界首臺(tái)（套）300MW級(jí)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能示范工程——湖北應(yīng)城項(xiàng)目。
新能源制氫方向：成功研制制氫電源、工藝控制系統(tǒng)、一體化監(jiān)控等一、二次成套設(shè)備，并可以提供新能源制氫的整體方案，目前已承接了歐洲客戶的風(fēng)能制氫示范項(xiàng)目。
源網(wǎng)荷儲(chǔ)及互動(dòng)控制技術(shù)，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平和新能源消納能力
隨著新能源占比的不斷提升，南瑞繼保構(gòu)建了包含構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能控制、多資源快速協(xié)調(diào)控制、兼顧新能源消納和整體經(jīng)濟(jì)性的調(diào)度優(yōu)化控制在內(nèi)的多時(shí)間尺度、多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制體系，并實(shí)現(xiàn)了不同層次控制的優(yōu)化融合，為各類(lèi)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目提供最優(yōu)解決方案，為新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制提供了南瑞繼保范本。
南瑞繼保電網(wǎng)保護(hù)控制研究所總工程師 王新寶
場(chǎng)站端：2010年，研制新能源電站并網(wǎng)控制系統(tǒng)，縱深發(fā)展到風(fēng)光儲(chǔ)一體化多源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，獲得廣泛應(yīng)用。2019年，交付了全國(guó)最大單體風(fēng)電場(chǎng)國(guó)電投莫合風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目。2022年，實(shí)現(xiàn)全球光伏之最的青海共和2.2GW光伏電站項(xiàng)目并網(wǎng)。
集控端：2010年，同步研制新能源電站一體化集中監(jiān)控運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。2014年，投運(yùn)冀北電網(wǎng)首個(gè)風(fēng)電場(chǎng)群集控項(xiàng)目。2017年，在三峽新能源實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首個(gè)“三級(jí)一體”架構(gòu)的新能源集控中心。
調(diào)度端：攻克新能源自動(dòng)發(fā)電控制、儲(chǔ)能功率自動(dòng)控制、可調(diào)節(jié)負(fù)荷功率控制、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制等關(guān)鍵技術(shù)，打造滿足多級(jí)電網(wǎng)協(xié)同、多種能源互補(bǔ)的協(xié)調(diào)控制體系。在南網(wǎng)總調(diào)，2021年投運(yùn)國(guó)內(nèi)首個(gè)網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能功率自動(dòng)控制系統(tǒng)，2023年投運(yùn)網(wǎng)級(jí)新能源自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)，正在實(shí)施可調(diào)節(jié)負(fù)荷功率控制系統(tǒng)。
配網(wǎng)側(cè)：研制有源配電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) “源網(wǎng)荷儲(chǔ)”全景監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)控。2018年，完成江西上饒主動(dòng)配電網(wǎng)項(xiàng)目。2022年，完成北京城市副中心新型電力系統(tǒng)群調(diào)群控主站項(xiàng)目。2023年，完成南網(wǎng)云邊融合項(xiàng)目，為分布式資源參與電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)提供必要條件。
微網(wǎng)方面：2015年起，研制微電網(wǎng)核心控制系統(tǒng)及成套裝備。2018年，成功投運(yùn)新疆榮和風(fēng)光柴儲(chǔ)微電網(wǎng)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首個(gè)30MW以上100%新能源離網(wǎng)型微電網(wǎng)運(yùn)行。2022年，研制并交付數(shù)十套移動(dòng)式微電網(wǎng)系統(tǒng)，即插即用，有力推動(dòng)微網(wǎng)靈活重構(gòu)技術(shù)發(fā)展。
柔性靈活輸電技術(shù)，優(yōu)化新能源大范圍配給
南瑞繼保依托高壓直流輸電技術(shù)積累，大力發(fā)展適合新能源集中送出的新型柔性輸電技術(shù)，從根本上解決了“沙戈荒”、中遠(yuǎn)海大規(guī)模新能源集中送出難題，成功實(shí)施世界首個(gè)直流電網(wǎng)工程、亞洲首個(gè)遠(yuǎn)海風(fēng)電送出工程，開(kāi)創(chuàng)了新能源集中送出的新紀(jì)元。
2015年起，攻關(guān)可實(shí)現(xiàn)新能源“分散接入、靈活傳輸、多點(diǎn)消納”的柔性直流組網(wǎng)成套裝備技術(shù)，成功研制柔性直流電網(wǎng)控制保護(hù)、直流斷流器、換流閥、高速測(cè)量四大核心裝備。2020年，在±500kV張北柔性直流電網(wǎng)工程中“用張北的風(fēng)點(diǎn)亮北京的燈”。
2019年，攻關(guān)海上風(fēng)電柔性直流輸電成套裝備技術(shù)。2021年，成功實(shí)施亞洲首個(gè)海上風(fēng)電柔性直流送出工程——如東海上風(fēng)電柔性直流工程，破冰中遠(yuǎn)海風(fēng)力資源開(kāi)發(fā)。
2019年，開(kāi)展提高特高壓直流輸送高比例新能源能力專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān)，2020年，成功實(shí)施世界首條清潔能源遠(yuǎn)傳通道——青豫特高壓直流輸電工程。
2020年，開(kāi)展柔性低頻輸電技術(shù)攻關(guān)與裝備研制，為新能源送出提供新選擇。2022年，成功實(shí)施世界首個(gè)柔性低頻輸電工程——臺(tái)州柔性低頻輸電示范工程。2023年，成功實(shí)施世界首個(gè)高壓大容量柔性低頻輸電工程——杭州柔性低頻輸電示范工程。
寬頻振蕩監(jiān)測(cè)與抑制技術(shù)，保障“雙高”新型電力系統(tǒng)運(yùn)行安全
針對(duì)新型電力系統(tǒng)更加復(fù)雜的寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)，南瑞繼保提出了“攻守兼?zhèn)洹钡念A(yù)防、監(jiān)測(cè)、抑制與緊急控制解決方案體系，形成了扭振保護(hù)監(jiān)測(cè)、扭振抑制、寬頻振蕩監(jiān)測(cè)、寬頻振蕩緊急控制等多種技術(shù)方案，解決了電力系統(tǒng)新型穩(wěn)定問(wèn)題，豐富了電力系統(tǒng)“三道防線”的內(nèi)涵。
南瑞繼保研究院資深專(zhuān)家 張琦雪
2009年，研制直流輸電附加次同步阻尼控制（SSDC）。2010年起，在±500kV呼倫貝爾-遼寧等直流工程中投入運(yùn)行。2010年，研發(fā)發(fā)電機(jī)異步自激保護(hù)、扭振保護(hù)，在亞洲最大的托克托火電廠應(yīng)用。2013年，研制并在托克托投運(yùn)阻塞濾波器保護(hù)。2017年，攻關(guān)附加勵(lì)磁阻尼控制（SEDC）、機(jī)端次同步阻尼控制（GTSDC）裝備。2019年起，陸續(xù)應(yīng)用于大唐錫林浩特電廠等項(xiàng)目，有效抑制電容串補(bǔ)線路可能帶來(lái)的次同步振蕩，為錫盟地區(qū)“風(fēng)火打捆+交直流混聯(lián)”外送提供了堅(jiān)實(shí)的保障。
2015年，研制次同步振蕩緊急控制系統(tǒng)，在新疆烏昌、哈密地區(qū)大規(guī)模推廣應(yīng)用。2018年，研制寬頻測(cè)量系列裝置和寬頻監(jiān)測(cè)主站，分批在4個(gè)電網(wǎng)主站和200多個(gè)新能源站及重要廠站配置。2019年，研制寬頻振蕩監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，成功應(yīng)用于遼寧、吉林、黑龍江、蒙東地區(qū)，多次監(jiān)測(cè)并有效控制了高比例新能源地區(qū)的寬頻振蕩現(xiàn)象。
2020年，研究柔性直流輸電寬頻振蕩解決方案，從提高柔直系統(tǒng)阻尼和通過(guò)構(gòu)網(wǎng)提升電網(wǎng)強(qiáng)度兩個(gè)維度“雙管齊下”。2021年，依托新一代高性能控制保護(hù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)千赫茲頻段內(nèi)無(wú)負(fù)阻和振蕩主動(dòng)抑制。2022年，分別在大灣區(qū)直流背靠背工程和如東海上風(fēng)電柔直工程中應(yīng)用，為高比例新能源柔直送出寬頻振蕩難題提供最優(yōu)解。
多能互補(bǔ)綜合能源管控技術(shù)，助力能源消耗綠色低碳轉(zhuǎn)型
南瑞繼保作為能源綠色發(fā)展的先行者，積極探索能源綠色革命的用戶側(cè)路徑，推動(dòng)用戶側(cè)、特別是耗能企業(yè)能源綜合利用與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，破解能源革命發(fā)展難題，助力國(guó)家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
2011年，研制大型工業(yè)企業(yè)能源管控系統(tǒng)，在中天鋼鐵集團(tuán)成功應(yīng)用。
2016年，在福耀玻璃總部及遍布全國(guó)的多個(gè)事業(yè)部成功部署綜合能源管控系統(tǒng)，為提升高耗能企業(yè)能源精細(xì)化管理水平、促進(jìn)企業(yè)節(jié)能降碳樹(shù)立了新范本。
2017年，在天津成功實(shí)現(xiàn)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，推動(dòng)城市、園區(qū)級(jí)的能源互聯(lián)、信息互通、智能互動(dòng)、多方共贏。
2021年，南瑞繼保首套民航智慧能源一體化管控系統(tǒng)在深圳機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星廳成功投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)多能互補(bǔ)、能源智能調(diào)控與航班客流協(xié)同優(yōu)化，支撐“四型機(jī)場(chǎng)”建設(shè)。
2023年，實(shí)施港華智慧能源管控平臺(tái)項(xiàng)目，聚合港華全國(guó)分布式資源，實(shí)現(xiàn)信息融合、服務(wù)共享、監(jiān)控管理一體化，常態(tài)化參與深圳虛擬電廠管理中心交易調(diào)控。
結(jié)語(yǔ)
踐行“以解決問(wèn)題為導(dǎo)向”的創(chuàng)新理念，從“三道防線”的構(gòu)建到高端電力裝備國(guó)產(chǎn)化，南瑞繼保解決了一個(gè)又一個(gè)歷史遺留問(wèn)題。面對(duì)“雙碳”驅(qū)動(dòng)下的能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，南瑞繼保著眼未來(lái)、腳踏實(shí)地，探究發(fā)展中出現(xiàn)的新問(wèn)題、新需求，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)貢獻(xiàn)新思路、新方案 。
