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微电网自主调节 源网荷高效互动

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2023-03-15
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  国网福建电力融合边缘计算、柔直互联、物联感知、云边协同等先进技术,在分布式光伏装机容量全省第一的泉州,试点建设多形态微电网新型电力系统示范项目,满足当地海量分布式新能源和多形态负荷广泛接入。

  “通过低压互联装置,实现台区容量共享,可以缓解用电高峰时段的供电压力,解决配变超、过载问题。”近日,受海外市场需求的刺激,福建南安市仑苍镇茶叶制作企业正抢抓时间开足马力生产,国家电网福建电力“双满意”(泉州海丝之光)党员服务队队员梁国柱、洪育辉来到理想茶叶基地开发有限公司,针对客户高峰用电情况,介绍台区组共享储能微电网这一新型电力系统的应用优势。

  随着新型电力系统建设的加快推进,面对制茶负荷高峰、企业突增生产用电、分布式电源大量接入等情况,福建泉州供电公司已不再“头痛医头”式的增容改造台区了,而是建设具有功率互济、能量调节、配微协同等功能,具备“自管理、自平衡、自调节”支撑能力的台区级微电网和馈线级微电网,提升能源利用效率,助力清洁能源消纳。

  台区组共享储能微电网——台区灵活互济 负荷高峰有保障

  今年春节,受村民“返乡潮”的影响,泉州南安市翔云镇出现多次负荷阶段性突增现象,却并未发生停电和低电压情况,这得益于2022年6月在南安投运的全省首个台区共享储能型微电网,该镇中心台区通过储能光伏能源弹性增容14.3%,实现电压合格率100%,在负荷高峰时段满足周边居民的供应需求。

  翔云镇地处南安市西部,海拔高、光照资源丰富,在政策驱动下,35千伏翔云变电站有超过2/3的10千伏馈线有分布式光伏接入。然而,高比例的分布式光伏并网后,会产生白天过电压、晚上低电压的电压双向越限、三相不平衡等问题。

  当年4月,泉州供电公司在翔云镇的翔云台区5号变、6号变和金安台区2号变、4号变4个配变建设台区共享储能型微电网,在每个台区配置一套PCS(储能供电系统)、BMS(电池管理系统)等先进装置组成储能子系统,实现台区电能自由储存、释放的灵活互济功能。

  该系统投运后,在日常运行中可将分布式光伏设备多余电量自动存储至储能柜,在负荷高峰时自动释放,及时满足供需平衡,有效解决了台区阶段性负荷高峰超、过载问题。

  在保障电能质量方面,当系统监测到台区过电压时,可以自动将一部分光伏用户出力进行跨台区消纳;当夜间负荷升高时,储能系统将电能进行释放,及时补充负荷缺口,解决台区双向越限、电压波动、闪变、三项不平衡等电能质量问题,为客户提供优质的电能。

  馈线组柔直互联微电网——馈线柔性互联 光伏余量好消纳

  2月4日,国网福建电力“双满意”(泉州海丝之光)党员服务队队员吴西湖、傅聪敏来到石材之都南安水头的环球石材加工厂,为客户送来用能分析报告,该企业项目负责人凌辉看着数据,露出了满意的笑容。

  “中国建材之乡”福建南安市是我国最大的石材循环经济绿色产业基地,环球石材加工厂是其中一家大型石材加工企业,2021年在厂区屋顶建设了一座5兆瓦的光伏发电站,每年可提供493万千瓦时电量,但工厂并不能完全就地消纳,还有近340万千瓦时的余量倒送电网,且随着后续其他分布式光伏的陆续接入,功率倒送线路问题日益加剧,10千伏线路出现功率过载情况。若余量电能无法全部消纳,就会造成绿色能源的“浪费”。

  为解决这一问题,助力石材企业节能减排,2022年6月,泉州供电公司在南安水头镇试点建设了一套3兆瓦的柔直系统,让就近两条10千伏白莲线和垢坑线线路进行低压柔直互联,形成了馈线组柔直互联微电网。运行后,当系统检测到白莲线因光伏出力增加即将倒送时,柔直变流器开始工作,将光伏盈余功率转移至垢坑线消纳,保持线路负载均衡。

  项目投运后,环球石材厂全消纳天数从每年的240天提升到330天,每年可提供493万度绿色电力,厂区自用150万度电,向电网倒送343万度电,不仅帮助企业降低用电成效,也增加了经济收益。

  台区组交直流混合微电网——减少电能损耗 助力零碳旅游

  春节期间,福建石狮永宁镇沙堤村“十里黄金海岸”景区迎来旅游高峰。在景区里,全部民宿、路灯、充电桩使用的电能都来自交直流混合微电网输出的清洁光伏能源,让游客们享受了“全绿电”旅游。

  沙堤村太阳能资源丰富,年利用小时数超1300小时,全村2000余户居民均建有屋顶分布式光伏。为实现全景区清洁能源的全利用,泉州供电公司借助5G、光纤、HPLC等通信设备实时信息交互的优势,依托高效变流技术和柔性控制技术,建设整村光伏台区组交直流混合微电网,通过智能融合终端实现电能主动治理,减少各环节电能损耗,在满足光伏消纳的同时提升电能质量。

  该项目在沙堤村的11号、13号、14号三个台区建设一套3×630千瓦集中式柔直互联装置,使台区柔直互联并连接交流大电网,同时在柔直系统直流侧母线接入储能、充电桩、光伏等直流负荷,实现台区组功率灵活互济、微电网全息感知和协同运行,解决多样性源荷大规模接入带来的消纳和电压波动问题。

  台区组交直流混合微电网有效减少了交直流变换环节,降低了电能损耗,构建了“全直流”“全绿色”用电生态圈,满足了景区全部场景绿色用电的需求,为当地经济发展注入绿色动力,助力政府打造全省首个“零碳旅游村”。



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