島嶼微電網(wǎng)變“外輸電”為“自發(fā)電”

近日，我國北方第一個(gè)島嶼微電網(wǎng)工程──山東煙臺(tái)長(zhǎng)島“分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制”工程通過國家發(fā)展改革委驗(yàn)收，正式竣工投運(yùn)，這是繼南方浙江舟山以外全國第二個(gè)島嶼微電網(wǎng)工程，被授予“國家物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程”稱號(hào)。它為未來微電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、電價(jià)計(jì)費(fèi)和商業(yè)運(yùn)行提供了范例和借鑒，同時(shí)為分布式電源工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)、運(yùn)營管理等問題的工程化進(jìn)程提供了良好的科研基地。

山東電力相關(guān)負(fù)責(zé)人表示“通過這個(gè)項(xiàng)目，百姓可以享受到由風(fēng)能、光能轉(zhuǎn)變而來的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、綠色的電能，告別完全依靠外部供電的歷史，逐步實(shí)現(xiàn)低碳排放、甚至零排放。對(duì)海島來說，微電網(wǎng)可讓其實(shí)現(xiàn)從‘外輸電’到‘自發(fā)電’的轉(zhuǎn)變。”

形成自制系統(tǒng)，24小時(shí)不間斷供電

“分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制示范工程”

位于山東煙臺(tái)長(zhǎng)島縣砣磯島。砣磯島作為長(zhǎng)島北部5個(gè)島嶼之一，島內(nèi)居民約5000人，是長(zhǎng)島縣居民最多的一個(gè)島。海島電網(wǎng)最大負(fù)荷約0.1萬千瓦，島內(nèi)建有35千伏變電站和1.2萬千瓦風(fēng)電場(chǎng)。

為了探索為海島提供穩(wěn)定電力的最佳途徑，來自國網(wǎng)山東電力的科學(xué)家、工程師結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r，研究設(shè)計(jì)獨(dú)立的“微電網(wǎng)”。在交通不便、嚴(yán)寒酷暑和海島氣候多變等諸多不利條件下，項(xiàng)目建設(shè)和研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在島內(nèi)安裝了各類傳感器2229只，建設(shè)了16千伏光伏發(fā)電系統(tǒng)、0.1萬千瓦柴油發(fā)電系統(tǒng)、0.15萬千瓦時(shí)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)(由0.1萬千瓦時(shí)磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)、360千瓦時(shí)鉛酸電池系統(tǒng)以及500千瓦×15秒超級(jí)電容系統(tǒng)構(gòu)成)等多種類型的分布式電源，進(jìn)行了35千伏砣磯變電站改造，開發(fā)了海島微電網(wǎng)能量協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，攻克了微電網(wǎng)孤島系統(tǒng)頻率/電壓穩(wěn)定控制、異步風(fēng)機(jī)改造、微電網(wǎng)并網(wǎng)/孤島平穩(wěn)切換等一系列技術(shù)難題。

山東電科院首席專家孫樹敏表示“微電網(wǎng)的最大優(yōu)勢(shì)在于提高電力系統(tǒng)面臨突發(fā)災(zāi)難時(shí)的抗災(zāi)能力，當(dāng)電網(wǎng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，微電網(wǎng)處于儲(chǔ)能預(yù)備狀態(tài)。當(dāng)海底電纜受到外力破壞失電時(shí)，島上的微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)可在電纜斷電瞬間快速建立島上電網(wǎng)電壓、穩(wěn)定系統(tǒng)頻率，并自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組，建立對(duì)島上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制，建立穩(wěn)定的電網(wǎng)電壓，形成海島電力自我控制、保護(hù)和管理的自制系統(tǒng)，以保證島內(nèi)負(fù)荷的不間斷供電。有效解決海島地區(qū)用電難的問題。”

實(shí)時(shí)控制調(diào)度，新能源發(fā)電超60%

該工程包括開發(fā)建設(shè)微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制與調(diào)度系統(tǒng)，在砣磯島建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，對(duì)北部五島現(xiàn)有柴油發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)進(jìn)行改造，建成具有分布式電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)及能量轉(zhuǎn)換裝置、調(diào)控系統(tǒng)的微電網(wǎng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)北部五島清潔能源并網(wǎng)控制和電網(wǎng)安全運(yùn)行。

通過以上工程的建設(shè)，海島豐富的風(fēng)電資源有了送出通道。

孫樹敏說“微電網(wǎng)在接納可再生能源、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)等方面能夠發(fā)揮重要作用。當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)快速釋放能量、柴油發(fā)電機(jī)組開始啟動(dòng)時(shí)，該工程能通過微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)島內(nèi)風(fēng)電出力和負(fù)荷需求，從而實(shí)現(xiàn)功率平衡和系統(tǒng)穩(wěn)定。”

通過該工程，島上可再生能源發(fā)電的比例將超過60%，形成風(fēng)電、光伏發(fā)電、波浪能發(fā)電等多種可再生能源電源，燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能裝置快速調(diào)峰電源多種能源結(jié)構(gòu)的新型電力交換系統(tǒng)。按照該工程建設(shè)前砣磯島電網(wǎng)年平均故障時(shí)間168小時(shí)、接入微電網(wǎng)2臺(tái)750千瓦風(fēng)電機(jī)組計(jì)算，該工程投運(yùn)后將每年提升風(fēng)電消納25萬千瓦時(shí)，按照2010年我國平均供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗333克/千瓦時(shí)測(cè)算，每年可節(jié)約標(biāo)煤83噸。

該工程還實(shí)現(xiàn)了海島電網(wǎng)并網(wǎng)與孤島雙模式可靠運(yùn)行及平穩(wěn)切換、分布式電源及微電網(wǎng)智能設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、廣域氣象監(jiān)測(cè)等功能，具備設(shè)備故障預(yù)警能力，提高了設(shè)備潛在故障預(yù)發(fā)現(xiàn)、預(yù)處理能力，人工巡查勞動(dòng)量降低40%，設(shè)備狀態(tài)檢修管理效率提升30%，節(jié)約了人力資源成本。