中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月23日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十五屆儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES2025”）在杭州國(guó)際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、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(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)模化工程應(yīng)用。
在3月25日上午進(jìn)行的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)及項(xiàng)目建設(shè)專場(chǎng)中，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州從化供電局配電部副經(jīng)理高級(jí)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(xiàng)目建設(shè)及應(yīng)用》的主題報(bào)告演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會(huì)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(gè)規(guī)模較小但具有全國(guó)推廣價(jià)值的示范項(xiàng)目 —— 廣州桃蓮新型電力系統(tǒng)綜合示范項(xiàng)目建設(shè)及應(yīng)用。
我的匯報(bào)主要分為三個(gè)部分：一是廣州在新型電力系統(tǒng)方面的探索實(shí)踐；二是桃蓮新型電力系統(tǒng)綜合示范項(xiàng)目的詳細(xì)介紹；三是項(xiàng)目的亮點(diǎn)成效與展望。
首先，介紹一下項(xiàng)目的形勢(shì)和背景。加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)和配網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，是國(guó)家的戰(zhàn)略要求?！半p碳” 目標(biāo)、“四個(gè)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(guó)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(guó)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(dòng)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)。
在 “雙碳” 目標(biāo)的推動(dòng)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(dòng)汽車規(guī)?；尤?，促使配電網(wǎng)向新型的源荷開放接入、源荷靈活互動(dòng)的平臺(tái)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(fù)雜，應(yīng)用場(chǎng)景豐富。既有南沙國(guó)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(dá)到 100%，平均用戶停電時(shí)間小于 1 分鐘。此外，廣州的城中村也頗具特點(diǎn)，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(jí)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(guó)家級(jí) 5G 數(shù)字配電網(wǎng)；在海珠建設(shè)光儲(chǔ)充檢一體化超充站；在黃埔建設(shè)智慧用電平臺(tái)，對(duì)公寓園區(qū)進(jìn)行全方位升級(jí)改造；在從化、增城等地建設(shè)鄉(xiāng)村微電網(wǎng)。
接下來，重點(diǎn)介紹桃蓮水光儲(chǔ)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(wàn)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(gè)顯著特點(diǎn)：一方面，電力資源豐富，有 8 個(gè)小水電站，總裝機(jī) 7.15 兆瓦；64 戶村民安裝了光伏，總裝機(jī) 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(zhǎng)，供電半徑達(dá) 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(shí)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(diǎn)，難度很大。
針對(duì)桃蓮村偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村末端電網(wǎng)的特點(diǎn)，廣州供電局充分利用區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)，抓住南方電網(wǎng)公司 “兩化促兩新” 和廣東省 “百千萬(wàn)工程” 的機(jī)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(xiàng)目。該項(xiàng)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(yùn)行，為微電網(wǎng)建設(shè)提供了樣板，有效解決了偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)村地區(qū)停電時(shí)間長(zhǎng)、電源質(zhì)量差、故障查找難以及新能源消納難等問題。
項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容豐富，包括一套 550 千瓦 1100 千瓦時(shí)的中構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能設(shè)備、六套總?cè)萘繛?475 千瓦 950 千瓦時(shí)的低壓構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備。同時(shí)，協(xié)調(diào)接入 8 個(gè)小水電站、64 個(gè)分布式光伏，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)臺(tái)區(qū)柔直互聯(lián)，對(duì) 9 個(gè)配電自動(dòng)化終端進(jìn)行行波功能升級(jí)改造，敷設(shè) 63 公里光纜，接入 95 個(gè)營(yíng)銷配電和微網(wǎng)終端。
建成的微電網(wǎng)覆蓋三個(gè)村，在大電網(wǎng)故障時(shí)，能持續(xù)供電 4 - 6 小時(shí)以上。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試和多輪停電調(diào)試，最長(zhǎng)供電時(shí)間超過 8 小時(shí)。
這是項(xiàng)目的線路圖，10 千伏線路中，綠色圖標(biāo)代表的中壓構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能設(shè)備位于最末端，橙色是低壓構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能設(shè)備，藍(lán)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(fù)責(zé)監(jiān)控微網(wǎng)運(yùn)行并與調(diào)度對(duì)接。由于全部線路實(shí)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(xiàng)目主要包含四個(gè)部分：中低壓構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能、低壓柔直互聯(lián)、FTU 行波精準(zhǔn)定位以及復(fù)雜場(chǎng)景的高可靠光纖通信。
中低壓構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能具有多種功能，能主動(dòng)提供電壓頻率支撐，具備并聯(lián)網(wǎng)切換、黑啟動(dòng)等能力，支持孤網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小水電和光伏接入，還能治理電能質(zhì)量。正常運(yùn)行時(shí)，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(tái)區(qū)電壓三相不平衡和諧波，重點(diǎn)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(dòng)黑啟動(dòng)，轉(zhuǎn)為構(gòu)網(wǎng)型模式，維持臺(tái)區(qū)孤網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，改善片區(qū)停電多發(fā)導(dǎo)致的居民用電體驗(yàn)。中壓故障發(fā)生后，系統(tǒng)自愈隔離故障區(qū)段，恢復(fù)電源側(cè)非故障區(qū)段供電，負(fù)荷側(cè)區(qū)段轉(zhuǎn)為孤網(wǎng)運(yùn)行，小水電并入孤網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)有效消納。中壓故障恢復(fù)后，合上中壓并網(wǎng)點(diǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期合閘，離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)，低壓同樣自動(dòng)準(zhǔn)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(zhǔn)同期合閘功能，可隨時(shí)調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)覆蓋兩條饋線，由構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能和小水電共同為兩條 10kV 線路供電。
臺(tái)區(qū)柔直互聯(lián)方面，在一回饋線故障時(shí)，能快速完成負(fù)荷跨臺(tái)區(qū)轉(zhuǎn)移，通過低壓柔直技術(shù)提升臺(tái)區(qū)電壓質(zhì)量。
FTU 行波精確定位也十分關(guān)鍵。通常儲(chǔ)能支撐時(shí)間按 2 小時(shí)計(jì)算，2 小時(shí)后需使用發(fā)電車保證線路不停電。為了在 2 小時(shí)內(nèi)查到故障點(diǎn)，減少發(fā)電車使用，項(xiàng)目增加了行波精確定位功能。比如，原來故障區(qū)段在五個(gè)開關(guān)之間，使用該功能后，可精確到兩個(gè)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(dòng)化主站，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)查障效率。
復(fù)雜場(chǎng)景的高可靠光纖通信也為項(xiàng)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(gè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)和配變臺(tái)區(qū)，增強(qiáng)了通信可靠性，OPGW 還加強(qiáng)了強(qiáng)雷區(qū)線路的防雷能力。同時(shí)，將營(yíng)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(shí)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?fù)?，解決了交換機(jī)數(shù)量多、光纜路徑長(zhǎng)和接入業(yè)務(wù)不同的問題，由 87 臺(tái)交換機(jī)和 95 個(gè)終端組成環(huán)網(wǎng)。還使用了光旁路自動(dòng)切換裝置，能自動(dòng)識(shí)別通信設(shè)備供電狀態(tài)及光信號(hào)輸出狀態(tài)，一旦有交換機(jī)故障或通信鏈路上的 FTU 失電，可自動(dòng)切換通信鏈路，確保通信高可靠。
項(xiàng)目應(yīng)用了四大關(guān)鍵技術(shù)：一是多臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能柔性構(gòu)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)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(yùn)行；二是邊緣末端主動(dòng)電能量治理技術(shù)，儲(chǔ)能配置 SVG 功能，以較低成本實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量治理，補(bǔ)償三相電流不平衡，降低三次諧波和負(fù)序分量，減少居民電器損傷和末端電壓質(zhì)量問題；三是復(fù)雜形態(tài)線微網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)，主動(dòng)監(jiān)視和識(shí)別故障區(qū)段，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)區(qū)快速自愈，故障發(fā)生 50 毫秒內(nèi)儲(chǔ)能自動(dòng)黑啟動(dòng)為孤網(wǎng)供電；四是高可靠光纖通信技術(shù)，利用無(wú)源自動(dòng)光旁路裝置和就地光纖微網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可靠通信。
在項(xiàng)目建設(shè)過程中，積累了兩大經(jīng)驗(yàn)：一是配位一體化，提升電力系統(tǒng)對(duì)分布式能源的承載能力，就地改善電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)高效聚合。通過優(yōu)化拓?fù)湓O(shè)計(jì)，選取最優(yōu)的儲(chǔ)能和柔直布點(diǎn)，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(fù)荷需求，無(wú)論是并網(wǎng)還是離網(wǎng)，都能保障穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)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(yùn)行及與配電網(wǎng)靈活交互的能力，增強(qiáng)自適應(yīng)能力。通過可靠快速通信，實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)與調(diào)度主站實(shí)時(shí)通信，提高物理電路通信可靠性，微網(wǎng)具備主動(dòng)識(shí)別故障和自啟動(dòng)功能，故障識(shí)別功能集成在微網(wǎng)協(xié)控中，微網(wǎng)既能獨(dú)立運(yùn)行，調(diào)度主站又可作為后備保障。
項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。受惠群眾達(dá) 5000 人，片區(qū)因中壓故障導(dǎo)致的低壓停電時(shí)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(xiàng)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(yuǎn)地區(qū)提升供電質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)新能源消納提供了系統(tǒng)解決方案。同時(shí)，服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，推動(dòng)桃蓮村當(dāng)?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(jì)收入，受到多家媒體報(bào)道。
最后，對(duì)未來微網(wǎng)在配網(wǎng)方面進(jìn)行展望。
在功能定位上，微電網(wǎng)是促進(jìn)分布式可再生能源就地消納、保障用戶高可靠供電、實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的先進(jìn)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(jí)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(bǔ)充，重點(diǎn)滿足偏遠(yuǎn)地區(qū)供電、高比例分布式可再生能源就地消納、用戶個(gè)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(chǎng)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(duì)配網(wǎng)的主動(dòng)支撐能力。建設(shè)前期，要做好構(gòu)網(wǎng)形態(tài)分析和儲(chǔ)能選址定容分析，通過微電網(wǎng)與配電網(wǎng)的靈活互動(dòng)策略，提升電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行水平和利用率。
控制策略方面，微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行涉及通信、監(jiān)視、控制、能量管理等多個(gè)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(hù)控制策略，對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備進(jìn)行分層分級(jí)控制，解決光伏、小水電、儲(chǔ)能及負(fù)荷的調(diào)控和整體優(yōu)化運(yùn)行問題。
桃蓮項(xiàng)目為偏遠(yuǎn)地區(qū)新能源消納和供電質(zhì)量提升提供了可復(fù)制的解決方案。我們將繼續(xù)探索微電網(wǎng)在更廣泛場(chǎng)景中的應(yīng)用，助力 “雙碳” 目標(biāo)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。
歡迎各位專家批評(píng)指正！謝謝大家！
