中國能建江蘇院參與構建全國首套源網荷儲協調控制系統
8月8日13時15分,江蘇電網調度最高用電負荷達到10226萬千瓦,創下歷史新高,成為國家電網系統首個用電負荷連續兩年突破1億千瓦的省級電網。而由中國能建規劃設計集團江蘇院(以下簡稱“江蘇院”)設計的國內最大規模電網側儲能系統項目——江蘇鎮江大港五峰山站在7月初成功并網,為江蘇電網安全可靠運行、促進新能源消納發揮重要作用。
在我國儲能業務發展的風口,江蘇院秣馬先行,踏上新型業務的拓展之路。“國內最大”與“國內首套”完美對接——五峰山站無縫接入同樣由江蘇院設計的國內首套大規模源網荷友好互動系統,標志著“源網荷”成功升級為“源網荷儲”。
智能化控制可中斷負荷
一旦出現發用電失衡,大電網有可能發生大規模癱瘓。源網荷友好互動系統能將事故應急處理能力提升至“毫秒級”。它能在特高壓直流大功率缺失時精準切除大規模可中斷負荷,避免因頻率大幅下降導致大面積停電,實現全網功率的瞬時平衡。
“過去,停電時有發生。電網一旦出現故障,國內便‘一刀切’,拉閘限電,這種粗放式處理容易引發大面積停電,造成經濟損失和安全事故。”江蘇院科能咨詢公司副總工程師、源網荷友好互動系統設計負責人錢君霞說,“現在的毫秒級應急處理能力,相當于比人類眨眼還要快100倍,瞬間就把問題解決了。”
錢君霞舉例說:“一家企業的用電設備將被細分為生產用電、辦公用電和生活用電,甚至對照明、空調等進行實時控制。一旦電力供應出現問題,生產、辦公等用電不受影響,通過中斷部分照明、調節空調溫度避免‘一刀切、全停電’。可中斷負荷由用電客戶自主選擇,最大程度地保障企業產能和電網設備安全。”
大電網安全防御的重要支柱
電力系統如同一架天平,一端是用戶、一端是電廠,平衡的支架是電網。以往保持供需平衡,通過調節電廠發電就可以實現,如今隨著風電、光伏等新能源的加入,電源端變得多元復雜。“源網荷友好互動系統”的分鐘級控制手段,能夠在發用電形勢緊張時,通過一定的激勵機制引導用戶改變用電模式,積極響應電網需求,釋放備用容量,以最小代價確保電網時段平衡。
“源網荷的友好互動,就是將分散的海量可中斷負荷集中起來進行精準控制,實現電源(發電)、電網(供電)、負荷(用電)三者的友好互動,實現‘移峰填谷’和智慧用電。”錢君霞說,在該項目三期工程并網試運行兩個月后,儲能部分也接入進來。
今年6月,江蘇鎮江諫壁電廠3臺33萬千瓦燃煤機組退役,鎮江東部電網迎峰度夏面臨電力緊張局面。結合電化學儲能電站建設周期短、布點靈活的優勢,國網江蘇公司在鎮江東部開展了8個電網側儲能電站建設項目,總容量101兆瓦、202兆瓦時,是目前全國規模最大的鋰電池電化學儲能電站。
儲能電站如何緩解電網負荷壓力?負責該項目設計與實施的江蘇院配網公司項目經理蔣科解釋說,儲能的“友好互動”表現在三個方面:一是作為電網危急時刻的“急救包”,電網出現故障、存在停電風險時,用作備用電源,降低大面積停電的風險。二是作為削峰填谷的“能源海綿”,用電低谷時儲存富余電能,用電高峰時釋放電能填補缺口。三是作為電力系統的“柔性能量資源”,快速響應電網頻率、電壓調節控制指令,保障電網穩定運行。
與此同時,鎮江地區的另外23座用戶側儲能電站也已接入源網荷儲系統。
“電網的運行控制從傳統單一的‘源隨荷動’轉變為‘源隨荷動、荷隨網動’的智能互動模式,顯著提升了新能源消納水平、電網靈活調節能力和彈性恢復能力,成為構建大電網安全綜合防御體系的重要支柱。”錢君霞說。
“超五星”服務的設計先鋒
“源網荷+儲”,同根同源的兩項工程,彰顯著江蘇院兩支鐵軍強勁的創造力與戰斗力。
源網荷友好互動工程點多面廣,500千伏控制子站、大用戶、接入變電站、燃煤電廠分布全省13個地市。江蘇院科能咨詢公司組織精英團隊承擔了含毫秒級、秒級和分鐘級精準切負荷建設工程的調度和通信等所有設計內容。他們以“超五星”服務理念為宗旨,搜資足跡踏遍省內總計1381個站點、2240公里線路,參與的科技項目《大規模源網荷精準負荷控制關鍵技術及應用》獲得2018年度國網公司科技進步獎特等獎。
電網側儲能系統項目由江蘇院配網工程公司設計。經過現場調研、科學論證,項目團隊創新設計手段,確定電站建設采用“分散式布置、集中式控制”方式,選用充放電效率高、使用壽命周期長、安全性能高的磷酸鐵鋰電池,通過10千伏電纜線路接入電網側。
最終,整個儲能電站無縫接入“源網荷”精準負荷控制系統,配備智能網荷互動終端、防孤島過程控制系統等設備,調度端達到毫秒級響應,并在迎峰度夏前實現并網,打響了江蘇院在電網側儲能設計領域的第一槍。
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