中國儲能網(wǎng)訊：南瑞繼保在新能源發(fā)展伊始便敏銳洞察到它對未來電力系統(tǒng)將產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響，緊密圍繞源、網(wǎng)、荷、儲全環(huán)節(jié)及其互動，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、求精；協(xié)作、創(chuàng)新”為指引，為“雙碳”驅(qū)動下的能源變革貢獻智慧與力量。
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)定問題，南瑞繼保提出了基于構(gòu)網(wǎng)控制的技術(shù)路線，通過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，與同步發(fā)電機具有相同的支撐作用，率先實現(xiàn)在儲能、柔直、靜止調(diào)相機和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，開發(fā)了構(gòu)網(wǎng)型儲能、構(gòu)網(wǎng)型SVG、靜止同步調(diào)相機，以及構(gòu)網(wǎng)型柔性直流等關(guān)鍵裝備，切實將構(gòu)網(wǎng)理論轉(zhuǎn)化成電網(wǎng)穩(wěn)定的利器。
2022年，投運國內(nèi)首座電網(wǎng)側(cè)大容量構(gòu)網(wǎng)型儲能電站——湖北荊門新港50MW/100MWh高橋儲能電站。
2023年6月，構(gòu)網(wǎng)型儲能在額濟納國內(nèi)首例廣域大網(wǎng)架極高比例新能源電力系統(tǒng)中長期離網(wǎng)運行試驗過程中發(fā)揮“中流砥柱”作用。
2023年7月初，完成張北柔性直流電網(wǎng)控制保護系統(tǒng)構(gòu)網(wǎng)改造，解決了寬頻振蕩難題，實現(xiàn)了100%純新能源滿功率通過構(gòu)網(wǎng)柔直并網(wǎng)送出，引領(lǐng)柔性直流輸電邁進“構(gòu)網(wǎng)”新時代。
2023年7月底，構(gòu)網(wǎng)型SVG中標(biāo)新疆木壘風(fēng)電匯集站項目，為500MW風(fēng)電送出提供無延時同步無功支撐。
2023年9月，在新疆阿克陶龍源光伏儲能電站成功實施國內(nèi)首次構(gòu)網(wǎng)型儲能出口人工短路試驗，展現(xiàn)出優(yōu)越的故障穿越能力和對電網(wǎng)的主動支撐能力。
儲能技術(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)儲能技術(shù)，并不斷拓展壓縮空氣、飛輪儲能和新能源制氫等相關(guān)領(lǐng)域，支撐構(gòu)建多種儲能技術(shù)相互融合的新型電力系統(tǒng)儲能體系，不僅解決了電網(wǎng)調(diào)節(jié)性問題，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)儲能方向：2014年，研究電化學(xué)儲能技術(shù)和裝備。2015年，完成國內(nèi)首套鈉硫電池儲能工程配套。2018年，經(jīng)中國電工技術(shù)學(xué)會鑒定，整體達到國際領(lǐng)先水平。2019年，完成電池管理系統(tǒng)開發(fā)與批量應(yīng)用，具備基于電芯的儲能系統(tǒng)集成能力。2021年，在珠海橫琴燃?xì)怆姀S實現(xiàn)世界首次儲能輔助9F燃機黑啟動。2021年，成功研制液冷一體柜和高壓直掛儲能，實現(xiàn)批量應(yīng)用。產(chǎn)品覆蓋中國、日本、瑞士、英國、南非等二十多個國家和地區(qū)，容量超過5GW。
抽水蓄能方向：2009年，開始靜止變頻器（SFC）研發(fā)。2014年，完成國內(nèi)首臺套300MW級抽蓄SFC，填補國內(nèi)空白。同年，開始交流勵磁技術(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交流勵磁系統(tǒng)。2021年，實現(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抽蓄項目，提供了監(jiān)控、勵磁/交流勵磁、SFC、協(xié)調(diào)控制器、保護一體化解決方案。
壓縮空氣儲能方向：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能電站DCS/SIS+NCS+ECMS熱工電氣一體化監(jiān)控系統(tǒng)。2023年，實施世界首臺（套）300MW級非補燃壓縮空氣儲能示范工程——湖北應(yīng)城項目。
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)能制氫示范項目。
源網(wǎng)荷儲及互動控制技術(shù)，提高電網(wǎng)安全運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)濟性的調(diào)度優(yōu)化控制在內(nèi)的多時間尺度、多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制體系，并實現(xiàn)了不同層次控制的優(yōu)化融合，為各類源網(wǎng)荷儲一體化項目提供最優(yōu)解決方案，為新型電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制提供了南瑞繼保范本。
南瑞繼保電網(wǎng)保護控制研究所總工程師 王新寶
場站端：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，交付了全國最大單體風(fēng)電場國電投莫合風(fēng)電場項目。2022年，實現(xiàn)全球光伏之最的青海共和2.2GW光伏電站項目并網(wǎng)。
集控端：2010年，同步研制新能源電站一體化集中監(jiān)控運營管理系統(tǒng)。2014年，投運冀北電網(wǎng)首個風(fēng)電場群集控項目。2017年，在三峽新能源實現(xiàn)國內(nèi)首個“三級一體”架構(gòu)的新能源集控中心。
調(diào)度端：攻克新能源自動發(fā)電控制、儲能功率自動控制、可調(diào)節(jié)負(fù)荷功率控制、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制等關(guān)鍵技術(shù)，打造滿足多級電網(wǎng)協(xié)同、多種能源互補的協(xié)調(diào)控制體系。在南網(wǎng)總調(diào)，2021年投運國內(nèi)首個網(wǎng)級儲能功率自動控制系統(tǒng)，2023年投運網(wǎng)級新能源自動發(fā)電控制系統(tǒng)，正在實施可調(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)運行監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn) “源網(wǎng)荷儲”全景監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)控。2018年，完成江西上饒主動配電網(wǎng)項目。2022年，完成北京城市副中心新型電力系統(tǒng)群調(diào)群控主站項目。2023年，完成南網(wǎng)云邊融合項目，為分布式資源參與電能量市場和輔助服務(wù)市場提供必要條件。
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，成功投運新疆榮和風(fēng)光柴儲微電網(wǎng)項目，實現(xiàn)國內(nèi)首個30MW以上100%新能源離網(wǎng)型微電網(wǎng)運行。2022年，研制并交付數(shù)十套移動式微電網(wǎng)系統(tǒng)，即插即用，有力推動微網(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，成功實施世界首個直流電網(wǎng)工程、亞洲首個遠(yuǎn)海風(fēng)電送出工程，開創(chuàng)了新能源集中送出的新紀(jì)元。
2015年起，攻關(guān)可實現(xiàn)新能源“分散接入、靈活傳輸、多點消納”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、直流斷流器、換流閥、高速測量四大核心裝備。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，成功實施亞洲首個海上風(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)力資源開發(fā)。
2019年，開展提高特高壓直流輸送高比例新能源能力專項攻關(guān)，2020年，成功實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，成功實施世界首個柔性低頻輸電工程——臺州柔性低頻輸電示范工程。2023年，成功實施世界首個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)測與抑制技術(shù)，保障“雙高”新型電力系統(tǒng)運行安全
針對新型電力系統(tǒng)更加復(fù)雜的寬頻振蕩風(fēng)險，南瑞繼保提出了“攻守兼?zhèn)洹钡念A(yù)防、監(jiān)測、抑制與緊急控制解決方案體系，形成了扭振保護監(jiān)測、扭振抑制、寬頻振蕩監(jiān)測、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行。2010年，研發(fā)發(fā)電機異步自激保護、扭振保護，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阻塞濾波器保護。2017年，攻關(guān)附加勵磁阻尼控制（SEDC）、機端次同步阻尼控制（GTSDC）裝備。2019年起，陸續(xù)應(yīng)用于大唐錫林浩特電廠等項目，有效抑制電容串補線路可能帶來的次同步振蕩，為錫盟地區(qū)“風(fēng)火打捆+交直流混聯(lián)”外送提供了堅實的保障。
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，研制寬頻測量系列裝置和寬頻監(jiān)測主站，分批在4個電網(wǎng)主站和200多個新能源站及重要廠站配置。2019年，研制寬頻振蕩監(jiān)測與控制系統(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)阻尼和通過構(gòu)網(wǎng)提升電網(wǎng)強度兩個維度“雙管齊下”。2021年，依托新一代高性能控制保護平臺，實現(xiàn)數(shù)千赫茲頻段內(nèi)無負(fù)阻和振蕩主動抑制。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，助力國家能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
2011年，研制大型工業(yè)企業(yè)能源管控系統(tǒng)，在中天鋼鐵集團成功應(yīng)用。
2016年，在福耀玻璃總部及遍布全國的多個事業(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、促進企業(yè)節(jié)能降碳樹立了新范本。
2017年，在天津成功實現(xiàn)城市能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目，推動城市、園區(qū)級的能源互聯(lián)、信息互通、智能互動、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)在深圳機場衛(wèi)星廳成功投運，實現(xiàn)機場多能互補、能源智能調(diào)控與航班客流協(xié)同優(yōu)化，支撐“四型機場”建設(shè)。
2023年，實施港華智慧能源管控平臺項目，聚合港華全國分布式資源，實現(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
踐行“以解決問題為導(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產(chǎn)化，南瑞繼保解決了一個又一個歷史遺留問題。面對“雙碳”驅(qū)動下的能源轉(zhuǎn)型趨勢，南瑞繼保著眼未來、腳踏實地，探究發(fā)展中出現(xiàn)的新問題、新需求，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)貢獻新思路、新方案 。
