中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“咱們村也能用上自己發(fā)的清潔電了！”哈爾濱市延壽縣延河鎮(zhèn)新發(fā)村村民老李指著村頭新立起來的光伏板與風(fēng)力發(fā)電機(jī)，臉上寫滿了欣喜。哈爾濱工業(yè)大學(xué)與國家電網(wǎng)黑龍江省電力有限公司合作建設(shè)的“面向鄉(xiāng)村振興的寒地零碳微電網(wǎng)系統(tǒng)研究及示范工程”，近期順利完成并網(wǎng)投運(yùn)，“自發(fā)自用+余電上網(wǎng)”模式，讓村莊不僅實(shí)現(xiàn)了用電自給自足，更通過余電上網(wǎng)為村集體帶來經(jīng)濟(jì)收益。
關(guān)鍵技術(shù)：混合儲(chǔ)能系統(tǒng)突破寒地供電難題
“在北方寒冷地區(qū)，新能源的波動(dòng)性和間歇性，一直是電力系統(tǒng)的大挑戰(zhàn)”，項(xiàng)目指導(dǎo)教師電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院宋凱教授介紹道。為此，團(tuán)隊(duì)針對(duì)寒地微電網(wǎng)風(fēng)光儲(chǔ)容量優(yōu)化規(guī)劃和多時(shí)間尺度調(diào)控等方面，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，從微電網(wǎng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)到底層優(yōu)化運(yùn)行，全面提升寒地微電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性，自主研發(fā)了“超級(jí)電容+鋰電池”混合儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)，超級(jí)電容負(fù)責(zé)瞬時(shí)大功率的“快充快放”，鋰電池則提供持久穩(wěn)定的能量基礎(chǔ)，二者協(xié)同猶如“能量調(diào)節(jié)大師”，極大解決了風(fēng)電、光伏波動(dòng)帶來的電能質(zhì)量差、效率低等問題。此外，突破了獨(dú)立構(gòu)網(wǎng)型微電網(wǎng)支撐低壓配網(wǎng)末端關(guān)鍵技術(shù)，極大改善了鄉(xiāng)村農(nóng)網(wǎng)沖擊性負(fù)荷造成的電網(wǎng)電壓下垂問題。
這一系統(tǒng)成功解決了寒地微電網(wǎng)在極端天氣下的運(yùn)行調(diào)控難題，有力支撐鄉(xiāng)村配電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)低碳、安全、高效運(yùn)行。
師生共踐：把論文寫在黑土地上
2024年項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)的那場(chǎng)開工儀式，許多村民和學(xué)生都記憶猶新，紅綢拉開、鏟土落下，從那一刻起，新發(fā)村的能源轉(zhuǎn)型之路正式啟程。
“我們來村里不只是安裝設(shè)備，更是來上課的！”電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院2021級(jí)博士生蘭宇是項(xiàng)目組的成員之一，在老師的帶領(lǐng)下，他和同學(xué)們多次來到新發(fā)村，親手參與微電網(wǎng)的建設(shè)和調(diào)試。“你看這些光伏板就是我們一塊塊安裝的”蘭宇指著遠(yuǎn)處的電池方陣說：“這個(gè)項(xiàng)目最重要的設(shè)計(jì)就像給電網(wǎng)加了一個(gè)‘充電寶加穩(wěn)壓器’，天氣好時(shí)把多余的電存起來，天氣差時(shí)釋放電力，保證一直有穩(wěn)定清潔的電可用?！?/span>
“同學(xué)們一邊看圖紙一邊擰螺絲、接線路，手上沾的都是灰，但沒有一個(gè)人喊累”，項(xiàng)目指導(dǎo)教師電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院姜金海說：“我們不僅是在建一個(gè)示范項(xiàng)目，更是在為寒地鄉(xiāng)村探索一條‘用得上、用得起、用得好’的綠色能源之路?！?/span>
“看到我們參與建設(shè)的微電網(wǎng)真正點(diǎn)亮了村民家的燈，那種成就感無法形容！”電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院教師范馥麟說，這不僅是一節(jié)學(xué)科實(shí)踐課，更是一堂生動(dòng)的鄉(xiāng)村振興課。
可復(fù)制、可推廣：為寒地鄉(xiāng)村送去“綠色電”
延壽縣新發(fā)村微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，填補(bǔ)了該地區(qū)新能源自發(fā)自用系統(tǒng)的空白，極大提升了供電可靠性與能源利用效率。據(jù)測(cè)算，該項(xiàng)目每年可減少碳排放約200噸，發(fā)出的綠電除滿足本村使用外，余電上網(wǎng)還可為村集體帶來持續(xù)電費(fèi)收益，真正實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏。
這套微電網(wǎng)系統(tǒng)，不僅在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了寒地儲(chǔ)能控制的突破，更在設(shè)計(jì)之初就考慮了推廣可能性，“我們?nèi)坎捎脟a(chǎn)設(shè)備和模塊化架構(gòu)，就是希望未來能快速復(fù)制到更多北方鄉(xiāng)村”，宋凱說：“我們希望通過這樣的項(xiàng)目，探索出一條可在寒地鄉(xiāng)村推廣的零碳微電網(wǎng)建設(shè)路徑?！彼硎荆尲夹g(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，解決真實(shí)問題、服務(wù)真實(shí)需求，這才是科研最大的意義。
如今，新發(fā)村的夜晚更亮了，冷冽的寒風(fēng)成了發(fā)電的動(dòng)力，不少村民打算借助穩(wěn)定可靠的電力搞起冷鏈倉儲(chǔ)、電商直播，進(jìn)一步拓寬增收渠道。“電好了，心就亮了，日子更有奔頭”，村支書握著項(xiàng)目組老師的手說：“謝謝你們?yōu)槲覀凕c(diǎn)亮了一條綠色發(fā)展之路?！?/span>
新發(fā)村項(xiàng)目的成功，標(biāo)志著寒地零碳微電網(wǎng)從技術(shù)示范走向規(guī)模化應(yīng)用成為可能，在高緯度、低溫頻發(fā)的東北農(nóng)村，哈工大師生正在用自己的腳步，將一條條零碳而溫暖的發(fā)電之路通向更多鄉(xiāng)村的未來。
