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連續(xù)的高溫天氣讓浙江杭州電網(wǎng)負(fù)荷持續(xù)攀升。近日，位于杭州錢塘區(qū)新灣街道的35千伏新灣變電站一路主變壓器重載。14時(shí)，氣溫達(dá)41攝氏度，區(qū)域內(nèi)空調(diào)負(fù)荷驟增。杭州錢塘區(qū)供電公司調(diào)度員吳景超通過遠(yuǎn)程一鍵遙控，跨區(qū)域柔性調(diào)整不同電壓等級配電線路的供電能力，用110千伏臨欣變電站的20千伏線路承載新灣變電站的10千伏線路負(fù)載，實(shí)現(xiàn)7400千瓦負(fù)荷轉(zhuǎn)供，保障該區(qū)域工業(yè)企業(yè)、居民客戶用電。

杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)于6月22日揭牌。該園區(qū)深化應(yīng)用柔性直流關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)，為城市電網(wǎng)提供源網(wǎng)荷儲友好協(xié)同、區(qū)域網(wǎng)格互聯(lián)互濟(jì)的創(chuàng)新示范。

多元匯集 新能源即發(fā)即用

在杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)內(nèi)，6臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)迎著錢塘江畔的風(fēng)輕快轉(zhuǎn)動(dòng)，廠房、變電站屋頂上的光伏板在陽光下整齊排列。風(fēng)電、光伏發(fā)電能經(jīng)過柔性換流閥匯聚起來，為園區(qū)直流零碳小屋供電。未來，日間高峰時(shí)段產(chǎn)生的光伏電和夜間谷電還可用來電解水制氫，供格力生產(chǎn)園區(qū)氫氣接駁車使用，電解水制氫同步產(chǎn)生的氧氣還可供生產(chǎn)焊接助燃，每年可為格力生產(chǎn)園區(qū)節(jié)約生產(chǎn)成本250多萬元。

“如果把電網(wǎng)比作一張輸送電力的路網(wǎng)，那么柔性直流就像一輛行駛其中的超級貨車。與交流和常規(guī)直流相比，它不用牽引、不挑道路，可隨時(shí)‘卸貨’、切換方向，更能把忽多忽少的風(fēng)電和光伏發(fā)電穩(wěn)妥地送到居民家中。”杭州供電公司副總工程師劉偉浩介紹。

與此同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)也在杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)發(fā)揮了重要作用。

7月15日傍晚，示范園區(qū)內(nèi)的數(shù)字化能量管理系統(tǒng)界面顯示，光伏發(fā)電出力接近0，風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。幾輛新能源汽車駛?cè)雸@區(qū)，到充電站充電。充電啟動(dòng)的1毫秒內(nèi)，數(shù)字化能量管理系統(tǒng)自動(dòng)判斷出風(fēng)、光新能源發(fā)電出力不能滿足充電負(fù)荷需求，隨即調(diào)整儲能出力，將前一天晚上儲存起來的風(fēng)電釋放出來。

數(shù)字化能量管理系統(tǒng)就像園區(qū)微網(wǎng)系統(tǒng)的“大腦”，能根據(jù)新能源發(fā)電特性和電網(wǎng)峰谷平特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碳排放策略優(yōu)化。

用好柔直技術(shù) 探索更多應(yīng)用場景

近年來，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源電源發(fā)展迅速。這些新能源電源及其儲能裝置輸出的是直流電，要通過雙向換流器轉(zhuǎn)換后才能并入電網(wǎng)。杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)采用直流配電網(wǎng)供電方式，可減少風(fēng)、光、氫等新能源電源兩次交直流轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的能量損耗。直流電還具有快速傳輸?shù)奶卣鳎蛇M(jìn)一步減少傳送過程中的損耗，實(shí)現(xiàn)整體輸電過程能耗效率提升近40%。

杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)建有120千瓦的快速直流充電樁，接入風(fēng)電、光伏發(fā)電所發(fā)的直流電。“普通的交流充電樁充電功率僅為8千瓦，不到直流充電樁的六分之一。也就是說，一輛車用普通交流充電樁充15個(gè)小時(shí)電才能充滿，而在這里1小時(shí)就能搞定。”示范園區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“新能源汽車采用的是直流供電，當(dāng)采用的常規(guī)交流充電樁的充電功率變大，那變頻功率也會變大，轉(zhuǎn)換能耗也相應(yīng)增加，而直流充電樁不需變頻，所以能耗低。”

杭州市錢塘區(qū)工業(yè)產(chǎn)值約占杭州市的20%，有3個(gè)國家級工業(yè)園區(qū)和一個(gè)省級工業(yè)園區(qū)，以傳統(tǒng)化工、高新產(chǎn)業(yè)和智能制造業(yè)為主。直流充電技術(shù)在這里具有較大的應(yīng)用空間。

杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)將直流電送至附近的格力生產(chǎn)園區(qū)，實(shí)現(xiàn)客戶側(cè)直流電即插即用。在示范園區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上，杭州供電公司還將探索柔性直流技術(shù)在美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中的應(yīng)用，助力未來鄉(xiāng)村建設(shè)。

網(wǎng)架互濟(jì) 提升電網(wǎng)保供韌性

錢塘區(qū)地處錢塘江入?？?，夏季頻繁受臺風(fēng)襲擾。臺風(fēng)給該區(qū)域電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。8月10日，距離杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)3千米的吉利汽車錢塘生產(chǎn)基地機(jī)器轟鳴。該基地所處的杭州臨江高科園，用能有著高用電需求、高供電可靠率要求、高減排壓力的特征。

對于保障這片區(qū)域的可靠用電，杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)給出了一個(gè)解決方案——打造一個(gè)“三足鼎立”的供能網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)城市用電密集區(qū)域局部電網(wǎng)間“手拉手”互聯(lián)互濟(jì)。示范園區(qū)輻射范圍有3個(gè)局部電網(wǎng)，分別由35千伏新灣變電站、110千伏長征變電站、110千伏臨欣變電站作為電源點(diǎn)，為500余家企業(yè)、近萬戶居民供電。

而處在3個(gè)電源點(diǎn)中間位置的杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)，通過網(wǎng)架連接的方式，相當(dāng)于為電網(wǎng)添加了一個(gè)“水龍頭”，讓3個(gè)電源點(diǎn)可以合環(huán)運(yùn)行、互聯(lián)互供。當(dāng)3個(gè)區(qū)域中任何一個(gè)出現(xiàn)用電負(fù)荷緊張情況時(shí)，另外兩個(gè)電源點(diǎn)馬上可以通過這個(gè)“水龍頭”為其提供電能補(bǔ)給。極端情況下，如果任何一個(gè)區(qū)域的電網(wǎng)發(fā)生故障，另外兩個(gè)區(qū)域也能立即響應(yīng)。

杭州錢塘多能互補(bǔ)零碳柔直示范園區(qū)是國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能配電柔性多狀態(tài)開關(guān)技術(shù)、裝備及示范應(yīng)用”項(xiàng)目的示范工程。自2013年1月項(xiàng)目啟動(dòng)以來，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)了柔性多狀態(tài)開關(guān)、區(qū)域保護(hù)控制裝置等4項(xiàng)全國首臺套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)關(guān)鍵裝備的“中國制造”，并取得日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)1項(xiàng)，立項(xiàng)電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，發(fā)表SCI/EI論文76篇。

原標(biāo)題：案例｜深化應(yīng)用柔性直流關(guān)鍵技術(shù) 創(chuàng)新示范區(qū)域網(wǎng)格多能互補(bǔ)互聯(lián)互濟(jì)模式