中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月9日，廣州奧體儲(chǔ)能電站順利完成第十五屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)開幕式保供電任務(wù)。此次開幕式全球首創(chuàng)“市電+儲(chǔ)能”主供保電模式，成功保障了開幕式展演全過程電力供應(yīng)零中斷、零閃動(dòng)，是綠色、創(chuàng)新辦賽理念的成功實(shí)踐。
這次保供電模式創(chuàng)新，是由南方電網(wǎng)公司和國家新型儲(chǔ)能創(chuàng)新中心（以下簡稱“國創(chuàng)中心”）提出方案，南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司（以下簡稱“南網(wǎng)科技公司”）負(fù)責(zé)集成、調(diào)試和并網(wǎng)試驗(yàn)，南方電網(wǎng)廣東廣州供電局（以下簡稱“廣州供電局”）負(fù)責(zé)牽頭專業(yè)運(yùn)維，這一創(chuàng)新在國內(nèi)外重大活動(dòng)保供電領(lǐng)域尚屬首創(chuàng)。較傳統(tǒng)柴油發(fā)電主供保電模式，儲(chǔ)能保供電不僅電壓支撐和抗干擾能力更強(qiáng)，還可減少二氧化碳排放。該項(xiàng)目的成功實(shí)踐，不僅驗(yàn)證了儲(chǔ)能保供電的可行性，也充分體現(xiàn)了南網(wǎng)科技公司深厚的儲(chǔ)能技術(shù)積累，更有望帶動(dòng)重大活動(dòng)保供電新業(yè)態(tài)。
在全球矚目的奧運(yùn)會(huì)、亞運(yùn)會(huì)、全運(yùn)會(huì)等頂級(jí)體育盛會(huì)背后，穩(wěn)定持續(xù)的電力供應(yīng)是賽事順利進(jìn)行的堅(jiān)實(shí)保障。長期以來，國際通行的是“柴油發(fā)電機(jī)主供、市電備供”模式，其核心設(shè)備多依賴國際品牌。
為積極響應(yīng)綠色、低碳的辦賽潮流，推動(dòng)能源供給模式向清潔化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，十五運(yùn)會(huì)和殘?zhí)貖W會(huì)首批合作伙伴——中國南方電網(wǎng)公司率先提出了“市電+儲(chǔ)能”主供電的保供電新模式。這一創(chuàng)新模式旨在打造下一代保供電核心裝備，培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)。
據(jù)悉，國創(chuàng)中心、南網(wǎng)科技公司、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司和廣州供電局共同成功攻克關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)出具備高可靠性、可主動(dòng)支撐電網(wǎng)的在線儲(chǔ)能成套裝備，并在十五運(yùn)會(huì)成功應(yīng)用。
該裝備猶如“定海神針”，在場館負(fù)荷瞬息萬變的電力“波濤”中，隨時(shí)穩(wěn)住沖擊，智慧調(diào)節(jié)能源“潮汐”，與市電協(xié)同形成穩(wěn)定、可靠的主供電源，實(shí)現(xiàn)零秒切換的不間斷供電，為核心場館提供極致可靠的綠色電能。
這一歷史性突破，標(biāo)志著我國在重大活動(dòng)保電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從技術(shù)追隨到自主創(chuàng)新的重要跨越，為未來全球體育盛會(huì)貢獻(xiàn)出更清潔、更智慧的“中國方案”。
鑄就“零閃動(dòng)”能源基石
“從2024年7月開始，我們已經(jīng)啟動(dòng)了項(xiàng)目整體策劃?！表?xiàng)目負(fù)責(zé)人、南方電網(wǎng)三級(jí)領(lǐng)軍技術(shù)專家鐘國彬坦言，“我們面臨著兩項(xiàng)前所未有的挑戰(zhàn)，一是確保極高的安全可靠性，二是破解“主-配-微”系統(tǒng)復(fù)雜因素耦合影響?！?/span>
安全可靠，不僅是電力行業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)，更是一條不容逾越的生命線。在任何極端工況下，都必須像一座永不熄滅的“光明燈塔”，為賽事核心區(qū)提供絕對穩(wěn)定的電力，鑄就“零閃動(dòng)”的能源基石。
以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能電池，存在一定的熱失控風(fēng)險(xiǎn)，且傳統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測手段單一、狀態(tài)估計(jì)精度不足等問題，極易造成儲(chǔ)能系統(tǒng)保護(hù)退出，影響保供電安全可靠性。
“想要構(gòu)建一個(gè)極致安全可靠的系統(tǒng)，對內(nèi)必須杜絕任何微小的潛在故障，對外要能抵御電網(wǎng)側(cè)的各種擾動(dòng)沖擊?！辩妵蚋嬖V記者，“這就要求我們在材料和器件選型、系統(tǒng)架構(gòu)和控制策略等方面進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證?！?/span>
為此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了基于“電-熱-力”多維信息監(jiān)測的電池狀態(tài)智能感知與故障預(yù)警方案，采用融合膨脹力的儲(chǔ)能電池狀態(tài)與預(yù)診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了熱失控早期預(yù)警，預(yù)警時(shí)間大于30分鐘。同時(shí)，膨脹力監(jiān)測大幅降低電池狀態(tài)估計(jì)誤差，由5%降至2.5%。從而實(shí)現(xiàn)異常極早感知、極早控制，確保全工況萬無一失。
實(shí)現(xiàn)聰明電網(wǎng)“智慧交響”
現(xiàn)代大型賽事的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，如同一個(gè)精密而龐大的交響樂團(tuán)，涵蓋了主網(wǎng)、配網(wǎng)和微網(wǎng)等多個(gè)層級(jí)。傳統(tǒng)的控制方式如同各自為戰(zhàn)，難以應(yīng)對突發(fā)狀況。只有成為一位技藝超群的“智慧指揮家”，才能瞬間洞察整個(gè)“樂團(tuán)”的配合狀態(tài)——從主網(wǎng)的頻率波動(dòng)、配網(wǎng)的潮流變化到微網(wǎng)內(nèi)儲(chǔ)能與負(fù)荷的瞬時(shí)狀態(tài)，并在多因素耦合的復(fù)雜局面下，發(fā)出精準(zhǔn)指令，協(xié)同所有“樂手”同步動(dòng)作。
“在線儲(chǔ)能需要在保供電運(yùn)行過程中面臨強(qiáng)（SCR>100)、弱(SCR~1.0)電網(wǎng)，構(gòu)網(wǎng)控制也需要具備極高的寬短路比適應(yīng)性，同時(shí)要克服保供電負(fù)荷隨機(jī)波動(dòng)、多級(jí)保供電電源運(yùn)行方式連續(xù)動(dòng)態(tài)調(diào)整，這樣才能確保微電網(wǎng)母線電壓、頻率穩(wěn)定?！蹦暇W(wǎng)科技公司研發(fā)工程師段奇佑介紹。
值得一提的是，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在全球首次實(shí)現(xiàn)了在線儲(chǔ)能作為大型保供電場景下的主供型微網(wǎng)電源，形成在線儲(chǔ)能與多級(jí)電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、UPS等多種保供電源優(yōu)化協(xié)調(diào)配合策略，全工況多種運(yùn)行方式連續(xù)安全切換的保供電應(yīng)用?！翱梢哉f，這一策略解決了含多類型后備電源的‘主-配-微’協(xié)同聯(lián)合保供電場景下故障范圍限制、多級(jí)保護(hù)配合等關(guān)鍵技術(shù)難題。”段奇佑說。
關(guān)鍵技術(shù)瓶頸的突破，確保了在任何“變奏”與“插曲”中，都能奏出平穩(wěn)、和諧、不間斷的電力樂章，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)應(yīng)對”到“主動(dòng)支撐”的跨越。
構(gòu)筑電池?zé)崾Э亍胺阑饓Α?/strong>
這套高可靠保供電儲(chǔ)能裝備的安全防護(hù)，為電池?zé)崾Э貥?gòu)筑了“兩道防線”——分層分區(qū)熱阻隔和高效滅火技術(shù)，確保在極端情況下將風(fēng)險(xiǎn)和損失降到最低。
它像一套精密的“防火隔離帶”，在電池簇間、電池包上蓋、模組間、電芯間層層設(shè)卡?！霸诿恳坏狸P(guān)卡上，我們都使用了云母片、氣凝膠這樣的防火隔熱材料。這些材料就像是給每個(gè)電池單元穿上了‘防火鎧甲’，它們本身極耐高溫，能有效阻擋熱量傳遞?！表?xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、南方電網(wǎng)三級(jí)領(lǐng)軍技術(shù)專家易斌告訴記者，“萬一某個(gè)電芯發(fā)生熱失控，產(chǎn)生高溫，這道立體防護(hù)網(wǎng)能像‘防火隔離帶’一樣，牢牢將高溫限制在局部范圍內(nèi)，阻止它蔓延到相鄰的電池或設(shè)備其他部分，從而為處置險(xiǎn)情贏得寶貴時(shí)間，避免‘火燒連營’的后果?！?/span>
同時(shí)，系統(tǒng)采用了“包級(jí)+艙級(jí)”的分層監(jiān)測方案。研制了一套聯(lián)用新型全氟己酮和液氮的先進(jìn)滅火系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)“雙保險(xiǎn)”滅火。一旦報(bào)警，滅火劑會(huì)同時(shí)在“事故單元”和整個(gè)“設(shè)備空間”精準(zhǔn)釋放，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)和高效滅火，確保在萌芽階段就被徹底撲滅。
據(jù)了解，項(xiàng)目基于“識(shí)-警-控”一體化的高安全集成和寬短路比構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)，研制了全球首套10kV高壓直掛高可靠保供電主動(dòng)支撐型在線儲(chǔ)能成套裝備，單機(jī)容量5MW/10MWh。在“熱失控防護(hù)-狀態(tài)監(jiān)測預(yù)警-在線主動(dòng)支撐控制-主配微多源協(xié)同”方面，形成了自主可控的全方位技術(shù)突破，成為了綠色能源的“定海神針”。
這根綠電“定海神針”，為第十五屆全運(yùn)會(huì)開幕式演出負(fù)荷提供長達(dá)4小時(shí)的主供電源保障，實(shí)現(xiàn)了“市電+儲(chǔ)能主供”保供電模式的首次應(yīng)用。
