編者按:南方電網(wǎng)公司廣州供電局高可靠性智能低碳微電網(wǎng)項目日前在廣州市南沙區(qū)投運。該項目系南方電網(wǎng)公司唯一入選的國家能源局首批新能源微電網(wǎng)示范項目,同時入圍了中美智能電網(wǎng)第二階段微電網(wǎng)技術(shù)國際合作項目。“高可靠性智能低碳”的微電網(wǎng)究竟是什么?具有什么特點?我國微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處于何種水平?
高效應(yīng)對大電網(wǎng)故障
2015年10月4日,臺風(fēng)“彩虹”突襲廣東,造成廣州500千伏廣南變電站全站失壓,廣州全市近百萬市民用電受到影響。盡管通過全力搶修,居民用電得到快速恢復(fù),但這場自然災(zāi)害依然暴露出電網(wǎng)在極端天氣下脆弱的一面。
在極端天氣情況下,在大電網(wǎng)以外能不能以其它方式保障高可靠供電?廣州供電局高可靠性智能低碳微電網(wǎng)項目經(jīng)理李濤在接受采訪時表示,“建設(shè)微電網(wǎng)是一個選擇。在大電網(wǎng)發(fā)生故障的極端情況下,迅速轉(zhuǎn)成微電網(wǎng)模式,能夠保障供電可靠性。”
為此,廣州供電局在廣州市南沙區(qū)開展了高可靠性智能低碳微電網(wǎng)項目示范,并于今年3月試運行,8月初投運。
南沙是國家新區(qū)、自貿(mào)試驗區(qū)和粵港澳大灣區(qū)綜合服務(wù)功能核心區(qū),同時處于臺風(fēng)等自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)域,對供電可靠性和供電質(zhì)量要求很高。“我們選址南沙就是為了探索如何在自然災(zāi)害等極端天氣情況下仍能保障重要用戶的不間斷供電,并在災(zāi)后通過黑啟動快速恢復(fù)重要負荷供電。”廣州供電局計劃發(fā)展部副主任王珂說。
據(jù)介紹,南沙高可靠性智能低碳微電網(wǎng)有一套強大的自動控制系統(tǒng),當檢測到外電網(wǎng)發(fā)生故障,就會自動由外電網(wǎng)切換為微電網(wǎng)供電。作為典型的并網(wǎng)型新能源微電網(wǎng),它能夠?qū)崿F(xiàn)50毫秒內(nèi)非計劃性并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤網(wǎng)無縫切換、四種并網(wǎng)/孤網(wǎng)運行方式(并網(wǎng)模式、孤網(wǎng)模式、并轉(zhuǎn)孤、孤轉(zhuǎn)并)智能切換、孤網(wǎng)運行一周、黑啟動等核心目標。
此外,該項目可滿足用戶個性化、定制化的能源消費需求,提煉可推廣的商業(yè)模式,將使智能電網(wǎng)的建設(shè)深度和內(nèi)涵更進一步。
可靠、智能、低碳
據(jù)了解,高可靠性、智能、低碳是南沙微電網(wǎng)項目的顯著特點。
“高可靠性”主要在于“快”,能夠?qū)崿F(xiàn)10千伏電壓等級的并網(wǎng)轉(zhuǎn)孤網(wǎng)的無縫切換。“有些微電網(wǎng)可以實現(xiàn)計劃性的并轉(zhuǎn)孤切換,即按照預(yù)先設(shè)定的計劃進行手動切換。而南沙項目完全可以做到非計劃性,即在外電網(wǎng)發(fā)生故障時可以自動做到無縫切換。”李濤向記者解釋。
為此,該項目10千伏并網(wǎng)開關(guān)采用了分斷時間小于10毫秒真空永磁斷路器,當外系統(tǒng)發(fā)生故障時,并網(wǎng)點控制器快速檢測故障、斷開并網(wǎng)點開關(guān),同時由儲能系統(tǒng)完成并離網(wǎng)模式轉(zhuǎn)換。整個并離網(wǎng)切換過程時間小于50毫秒。
除了保障供電,促進新能源消納也是該微電網(wǎng)項目的作用之一。采用屋頂光伏系統(tǒng)、動力電池儲能系統(tǒng)、天然氣分布式發(fā)電(項目二期)等綠色清潔能源,實現(xiàn)重要負荷100%清潔能源就近消納,低碳環(huán)保。
“光伏就建在負荷端,發(fā)了多少電都能就地消納。”李濤說,“同時,針對退役電池采用網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)重構(gòu)技術(shù),提升退役動力電池儲能系統(tǒng)的電池循環(huán)壽命和系統(tǒng)效率。電動大巴上退役的電池,在車上不能用了,但還可以再次利用到微電網(wǎng)的儲能里。”
“5年內(nèi)市場規(guī)模有望達千億元”
王珂介紹,目前我國微電網(wǎng)仍以技術(shù)研究和工程示范為主,從“十二五”規(guī)劃開始,國家發(fā)改委、國家能源局不斷出臺微電網(wǎng)建設(shè)和指導(dǎo)文件。南沙高可靠性低碳微電網(wǎng)項目正是2017年5月國家發(fā)改委、國家能源局批復(fù)的首批28項新能源微電網(wǎng)示范項目之一。
自試運行以來,該項目運行情況良好。同時,南沙微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,兼容不同應(yīng)用場景下的微網(wǎng)子系統(tǒng)接入,便于遠期擴展和應(yīng)用推廣。
“微電網(wǎng)作為整個電網(wǎng)系統(tǒng)的一部分和重要補充,具有靈活性高、安全性高等特征,可有效提高電網(wǎng)的抗災(zāi)害打擊能力,保證網(wǎng)內(nèi)電力供應(yīng)的安全性,可有效解決風(fēng)、光等清潔能源并網(wǎng)問題。”王珂說,“因此,我國微電網(wǎng)具有廣闊的市場需求,未來隨著微電網(wǎng)政策的逐步完善,技術(shù)水平的提高,將實現(xiàn)從示范階段到產(chǎn)業(yè)化階段發(fā)展的過渡。預(yù)計未來5到10年,微電網(wǎng)的市場規(guī)模、地區(qū)分布和應(yīng)用場所分布都將會發(fā)生顯著變化,其市場規(guī)模有望在5年內(nèi)達千億元。”
據(jù)悉,南沙微網(wǎng)示范項目已入選中美智能電網(wǎng)第二階段微電網(wǎng)國際合作項目,目前已完成不同應(yīng)用場景的并網(wǎng)型和獨立型微電網(wǎng)標準化架構(gòu)設(shè)計,下一步將開展中美微電網(wǎng)技術(shù)標準對標、開發(fā)微電網(wǎng)標準化設(shè)計和決策支持工具、分析微網(wǎng)商業(yè)模式,推動兩國微電網(wǎng)標準化設(shè)計和工程示范,促進微電網(wǎng)推廣應(yīng)用。
原標題:廣州南沙智能微電網(wǎng)示范項目— 恢復(fù)供電只需50毫秒