中國儲能網(wǎng)訊：3月23日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構(gòu)共同支持的第十五屆儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES2025”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標準、示范項目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)?；こ虘?yīng)用。
在3月25日上午進行的構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)及項目建設(shè)專場中，廣東電網(wǎng)有限責任公司廣州從化供電局配電部副經(jīng)理高級工程師何悅做了題為《廣州桃蓮新型電力系統(tǒng)綜合示范項目建設(shè)及應(yīng)用》的主題報告演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會發(fā)言整理提煉，僅供參考。
各位專家、各位同仁，大家上午好！今天，我要向大家介紹一個規(guī)模較小但具有全國推廣價值的示范項目 —— 廣州桃蓮新型電力系統(tǒng)綜合示范項目建設(shè)及應(yīng)用。
我的匯報主要分為三個部分：一是廣州在新型電力系統(tǒng)方面的探索實踐；二是桃蓮新型電力系統(tǒng)綜合示范項目的詳細介紹；三是項目的亮點成效與展望。
首先，介紹一下項目的形勢和背景。加快推進新型電力系統(tǒng)建設(shè)和配網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，是國家的戰(zhàn)略要求?！半p碳” 目標、“四個革命” 以及新型電力系統(tǒng)建設(shè)的戰(zhàn)略部署，為我們指明了發(fā)展方向。在國家戰(zhàn)略層面，要打造高效、可靠、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型配電系統(tǒng)。國家能源局發(fā)文提出，到 2030 年基本完成配電網(wǎng)柔性化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。南方電網(wǎng)也提出 “兩化促兩型”，即通過數(shù)字化和綠色化，推動新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)。
在 “雙碳” 目標的推動下，配電網(wǎng)形態(tài)發(fā)生了重大變革。高比例的分布式能源和電動汽車規(guī)模化接入，促使配電網(wǎng)向新型的源荷開放接入、源荷靈活互動的平臺型配電網(wǎng)轉(zhuǎn)變，電網(wǎng)源荷形態(tài)也隨之發(fā)生巨大變化。
廣州的配網(wǎng)形態(tài)復雜，應(yīng)用場景豐富。既有南沙國家高新區(qū)，作為立足灣區(qū)、協(xié)同港澳、面向世界的示范區(qū)；也有珠江新城，電纜化率達到 100%，平均用戶停電時間小于 1 分鐘。此外，廣州的城中村也頗具特點，僅占 10% 土地面積，卻居住了 40% 的人口。還有從化增城的北部山區(qū)，那里電纜化率低，線路絕緣化率不足 50%，經(jīng)常遭受惡劣天氣影響，故障跳閘頻繁，但小水電、光伏資源豐富。
基于這樣的情況，廣州全面加快配網(wǎng)數(shù)字化和綠色化升級示范，因地制宜打造不同類型的 “兩化促兩型” 特色示范區(qū)。比如，在南沙與芬蘭合作建設(shè)微能源網(wǎng)和國家級 5G 數(shù)字配電網(wǎng)；在海珠建設(shè)光儲充檢一體化超充站；在黃埔建設(shè)智慧用電平臺，對公寓園區(qū)進行全方位升級改造；在從化、增城等地建設(shè)鄉(xiāng)村微電網(wǎng)。
接下來，重點介紹桃蓮水光儲智能微電網(wǎng)。這是桃蓮村的區(qū)位圖，村子位于廣州行政區(qū)邊界，左邊是廣州，右邊是惠州市，與周邊地市被高山阻隔。這里是廣東省 “百千萬工程” 的 “環(huán)南昆山 - 羅浮山” 區(qū)域引領(lǐng)區(qū)，也是典型村，擁有豐富的光伏和小水電資源。大家看這幾張照片，左邊是村子周邊的崇山峻嶺，右邊是村子的樣貌，可以看到，供電線路都是翻山越嶺鋪設(shè)過去的。
桃蓮村有幾個顯著特點：一方面，電力資源豐富，有 8 個小水電站，總裝機 7.15 兆瓦；64 戶村民安裝了光伏，總裝機 0.855 兆瓦。但另一方面，電網(wǎng)基礎(chǔ)薄弱，10 千伏線路特別長，供電半徑達 23 公里，末端 13 公里沒有聯(lián)絡(luò)線。用電問題也很突出，年均停電時間 103 分鐘，電壓質(zhì)量差，一旦發(fā)生故障，搶修人員需要翻山越嶺查找故障點，難度很大。
針對桃蓮村偏遠鄉(xiāng)村末端電網(wǎng)的特點，廣州供電局充分利用區(qū)域資源優(yōu)勢，抓住南方電網(wǎng)公司 “兩化促兩新” 和廣東省 “百千萬工程” 的機遇，探索新型電力系統(tǒng)技術(shù)管理應(yīng)用，建成了桃蓮新型電力系統(tǒng)綜合示范項目。該項目構(gòu)建了整村中低壓靈活的構(gòu)網(wǎng)型微電網(wǎng)，常態(tài)化參與電網(wǎng)運行，為微電網(wǎng)建設(shè)提供了樣板，有效解決了偏遠鄉(xiāng)村地區(qū)停電時間長、電源質(zhì)量差、故障查找難以及新能源消納難等問題。
項目建設(shè)內(nèi)容豐富，包括一套 550 千瓦 1100 千瓦時的中構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備、六套總?cè)萘繛?475 千瓦 950 千瓦時的低壓構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備。同時，協(xié)調(diào)接入 8 個小水電站、64 個分布式光伏，實現(xiàn)兩個臺區(qū)柔直互聯(lián)，對 9 個配電自動化終端進行行波功能升級改造，敷設(shè) 63 公里光纜，接入 95 個營銷配電和微網(wǎng)終端。
建成的微電網(wǎng)覆蓋三個村，在大電網(wǎng)故障時，能持續(xù)供電 4 - 6 小時以上。經(jīng)過實際測試和多輪停電調(diào)試，最長供電時間超過 8 小時。
這是項目的線路圖，10 千伏線路中，綠色圖標代表的中壓構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備位于最末端，橙色是低壓構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備，藍色是小水電，淺黃色是柔直設(shè)備。末端還有微網(wǎng)控制系統(tǒng)，負責監(jiān)控微網(wǎng)運行并與調(diào)度對接。由于全部線路實現(xiàn)了高可靠光纖通信，數(shù)據(jù)通過本地 EMS 上傳至調(diào)度，調(diào)度作為后備控制。
項目主要包含四個部分：中低壓構(gòu)網(wǎng)型儲能、低壓柔直互聯(lián)、FTU 行波精準定位以及復雜場景的高可靠光纖通信。
中低壓構(gòu)網(wǎng)型儲能具有多種功能，能主動提供電壓頻率支撐，具備并聯(lián)網(wǎng)切換、黑啟動等能力，支持孤網(wǎng)運行，實現(xiàn)小水電和光伏接入，還能治理電能質(zhì)量。正常運行時，中壓可調(diào)節(jié)分支末端電壓，低壓根據(jù)功能壓板投入情況，調(diào)節(jié)臺區(qū)電壓三相不平衡和諧波，重點解決片區(qū)小水電和光伏接入帶來的電能質(zhì)量問題。故障狀態(tài)下，低壓自動黑啟動，轉(zhuǎn)為構(gòu)網(wǎng)型模式，維持臺區(qū)孤網(wǎng)穩(wěn)定運行，改善片區(qū)停電多發(fā)導致的居民用電體驗。中壓故障發(fā)生后，系統(tǒng)自愈隔離故障區(qū)段，恢復電源側(cè)非故障區(qū)段供電，負荷側(cè)區(qū)段轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運行，小水電并入孤網(wǎng)，實現(xiàn)有效消納。中壓故障恢復后，合上中壓并網(wǎng)點開關(guān)實現(xiàn)準同期合閘，離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)，低壓同樣自動準同期合閘。微網(wǎng)范圍不固定，整條線路所有開關(guān)都具備準同期合閘功能，可隨時調(diào)整，最終實現(xiàn)覆蓋兩條饋線，由構(gòu)網(wǎng)型儲能和小水電共同為兩條 10kV 線路供電。
臺區(qū)柔直互聯(lián)方面，在一回饋線故障時，能快速完成負荷跨臺區(qū)轉(zhuǎn)移，通過低壓柔直技術(shù)提升臺區(qū)電壓質(zhì)量。
FTU 行波精確定位也十分關(guān)鍵。通常儲能支撐時間按 2 小時計算，2 小時后需使用發(fā)電車保證線路不停電。為了在 2 小時內(nèi)查到故障點，減少發(fā)電車使用，項目增加了行波精確定位功能。比如，原來故障區(qū)段在五個開關(guān)之間，使用該功能后，可精確到兩個桿塔之間，故障定位精度從 1300 米提升到 100 米以內(nèi)。精確定位結(jié)果上傳至配電自動化主站，大大提高了現(xiàn)場查障效率。
復雜場景的高可靠光纖通信也為項目提供了有力保障。桃蓮 F1 和桃蓮 F6 兩條線路全部覆蓋 OPGW + ADSS 光纜，覆蓋到每個開關(guān)節(jié)點和配變臺區(qū)，增強了通信可靠性，OPGW 還加強了強雷區(qū)線路的防雷能力。同時，將營銷配電和微網(wǎng)全部業(yè)務(wù)接入光纖通信網(wǎng)絡(luò)。為實現(xiàn)高可靠通信，配置了與主站光纖通信網(wǎng)以及就地光纖微網(wǎng)，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)拓撲，解決了交換機數(shù)量多、光纜路徑長和接入業(yè)務(wù)不同的問題，由 87 臺交換機和 95 個終端組成環(huán)網(wǎng)。還使用了光旁路自動切換裝置，能自動識別通信設(shè)備供電狀態(tài)及光信號輸出狀態(tài)，一旦有交換機故障或通信鏈路上的 FTU 失電，可自動切換通信鏈路，確保通信高可靠。
項目應(yīng)用了四大關(guān)鍵技術(shù)：一是多臺區(qū)儲能柔性構(gòu)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)小水電光伏 100% 消納，可在構(gòu)網(wǎng)和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)等多種模態(tài)下運行；二是邊緣末端主動電能量治理技術(shù)，儲能配置 SVG 功能，以較低成本實現(xiàn)電能質(zhì)量治理，補償三相電流不平衡，降低三次諧波和負序分量，減少居民電器損傷和末端電壓質(zhì)量問題；三是復雜形態(tài)線微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)，主動監(jiān)視和識別故障區(qū)段，實現(xiàn)多臺區(qū)快速自愈，故障發(fā)生 50 毫秒內(nèi)儲能自動黑啟動為孤網(wǎng)供電；四是高可靠光纖通信技術(shù)，利用無源自動光旁路裝置和就地光纖微網(wǎng)，實現(xiàn)實時可靠通信。
在項目建設(shè)過程中，積累了兩大經(jīng)驗：一是配位一體化，提升電力系統(tǒng)對分布式能源的承載能力，就地改善電能質(zhì)量，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲高效聚合。通過優(yōu)化拓撲設(shè)計，選取最優(yōu)的儲能和柔直布點，采用中低壓分層分區(qū)布置，最大程度提升供電可靠性，滿足多工況多功能負荷需求，無論是并網(wǎng)還是離網(wǎng)，都能保障穩(wěn)定運行，促進小水電和光伏接入；二是微網(wǎng)智能化，提升微電網(wǎng)自主運行及與配電網(wǎng)靈活交互的能力，增強自適應(yīng)能力。通過可靠快速通信，實現(xiàn)微網(wǎng)與調(diào)度主站實時通信，提高物理電路通信可靠性，微網(wǎng)具備主動識別故障和自啟動功能，故障識別功能集成在微網(wǎng)協(xié)控中，微網(wǎng)既能獨立運行，調(diào)度主站又可作為后備保障。
項目的經(jīng)濟效益和社會效益顯著。受惠群眾達 5000 人，片區(qū)因中壓故障導致的低壓停電時間從 103.2 分鐘降至接近 0 分鐘。與傳統(tǒng)網(wǎng)架聯(lián)絡(luò)方式相比，節(jié)省投資 2/3，施工周期短，從去年 3 月到 10 月就完成建設(shè)。項目助力 “雙碳” 戰(zhàn)略，構(gòu)建中低壓靈活構(gòu)網(wǎng)型微電網(wǎng)，為偏遠地區(qū)提升供電質(zhì)量、實現(xiàn)新能源消納提供了系統(tǒng)解決方案。同時，服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，推動桃蓮村當?shù)剞r(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工、特色民宿旅游等支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展，增加村民經(jīng)濟收入，受到多家媒體報道。
最后，對未來微網(wǎng)在配網(wǎng)方面進行展望。
在功能定位上，微電網(wǎng)是促進分布式可再生能源就地消納、保障用戶高可靠供電、實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲一體化的先進技術(shù)手段，是支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要電網(wǎng)形態(tài)，也是配電網(wǎng)的重要組成部分和虛擬電廠的初級物理聚合商。
微網(wǎng)未來形態(tài)方面，將作為大電網(wǎng)的有益補充，重點滿足偏遠地區(qū)供電、高比例分布式可再生能源就地消納、用戶個性化綜合能源服務(wù)、提升配電網(wǎng)供電可靠性和系統(tǒng)彈性等功能需求。在現(xiàn)有鄉(xiāng)村、園區(qū)、建筑、場站、居民戶用等微電網(wǎng)形態(tài)基礎(chǔ)上，逐步向微網(wǎng)集群化方向發(fā)展。
技術(shù)要求方面，微電網(wǎng)內(nèi)各類設(shè)備與協(xié)控裝置之間需具備良好的通信及 “四遙” 功能，微電網(wǎng)要具備靈活接入能力和對配網(wǎng)的主動支撐能力。建設(shè)前期，要做好構(gòu)網(wǎng)形態(tài)分析和儲能選址定容分析，通過微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的靈活互動策略，提升電網(wǎng)設(shè)備安全運行水平和利用率。
控制策略方面，微電網(wǎng)穩(wěn)定運行涉及通信、監(jiān)視、控制、能量管理等多個環(huán)節(jié)，微電網(wǎng)控制系統(tǒng)與配電網(wǎng)控制系統(tǒng)應(yīng)高度融合。要優(yōu)化微電網(wǎng)內(nèi)部以及微網(wǎng)與配電網(wǎng)之間的保護控制策略，對系統(tǒng)中的設(shè)備進行分層分級控制，解決光伏、小水電、儲能及負荷的調(diào)控和整體優(yōu)化運行問題。
桃蓮項目為偏遠地區(qū)新能源消納和供電質(zhì)量提升提供了可復制的解決方案。我們將繼續(xù)探索微電網(wǎng)在更廣泛場景中的應(yīng)用，助力 “雙碳” 目標和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實現(xiàn)。
歡迎各位專家批評指正！謝謝大家！
