金秋九月，廣東省云浮市新興縣太平鎮(zhèn)境內(nèi)，山巒蜿蜒環(huán)抱，田野疊翠流金。群山之中，一座白房子拔地而起。這看似普通的房屋，其實是10千伏共成線中壓微電網(wǎng)的“智能大腦”——儲能開關(guān)站。它將多個分布式電源、大電網(wǎng)、用戶、儲能設(shè)備連接在一起，使分布式電源在停運、并網(wǎng)運行、離網(wǎng)運行方式之間自適應(yīng)轉(zhuǎn)換，同時像一個“大充電寶”，可以存儲2兆瓦電能。
10千伏共成線中壓微電網(wǎng)，是南方電網(wǎng)公司第一個“源網(wǎng)荷儲”中壓特色微電網(wǎng)工程。日前，該工程順利投產(chǎn)。工程將有效提高太平鎮(zhèn)的用電質(zhì)量，使當(dāng)?shù)厮娗鍧嵞茉吹玫健坝押谩毕{，助力廣東“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
深入山間，把脈“卡脖子”難題
近年來，太平鎮(zhèn)大力發(fā)展生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)，青山、綠水、鄉(xiāng)韻處處可見，象窩山生態(tài)園儼然成了當(dāng)?shù)赝七M鄉(xiāng)村振興的一張亮麗名片。
但隨著游客數(shù)量不斷增加，象窩山生態(tài)園用電負(fù)荷達9000千瓦，未來用電需求量仍可能增加。目前，該生態(tài)園僅有共成線一回單輻射線路，存在供電半徑長、電能質(zhì)量差等“卡脖子”難題，制約著當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村旅游的發(fā)展。同時，該地區(qū)周邊的水電資源豐富，豐水期小水電站集中搶發(fā)上網(wǎng)，整體線路電壓偏高，出現(xiàn)大量棄水現(xiàn)象，清潔能源利用效率低下、浪費嚴(yán)重。
如何把鄉(xiāng)村旅游用電和水電資源利用有機結(jié)合起來，既確保供電可靠性，又兼顧清潔能源的利用率？廣東電網(wǎng)公司云浮供電局電網(wǎng)規(guī)劃人員走進象窩山所在供電轄區(qū)，實地掌握當(dāng)?shù)仉娫闯隽?、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷構(gòu)成、水文記錄等第一手?jǐn)?shù)據(jù)，并與系統(tǒng)內(nèi)科研機構(gòu)多次思想碰撞，最終決定通過構(gòu)建“源（水電）-網(wǎng)-荷-儲”微電網(wǎng)解決上述問題，投資建設(shè)以儲能開關(guān)站為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)工程——10千伏共成微電網(wǎng)工程。
“前無資鑒”，攻堅克難提前3個月投產(chǎn)
建設(shè)具備自主調(diào)節(jié)能力的小水電中壓微電網(wǎng)，國內(nèi)沒有成熟經(jīng)驗和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可資借鑒，其中尤數(shù)調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)性最大。
“小水電均為徑流式且專線上網(wǎng)，儲能怎么用，配多少合適，這些在當(dāng)時都懸而待解?！睆V東電網(wǎng)公司云浮供電局電網(wǎng)規(guī)劃中心總經(jīng)理鄭偉回憶道。面對困難，在云浮供電局黨委的帶領(lǐng)下，以黨員為骨干的技術(shù)攻關(guān)團隊摸著石頭過河，夜以繼日開展微電網(wǎng)方案設(shè)計、策略與控制系統(tǒng)研發(fā)、工程建設(shè)、調(diào)試等工作。
云浮新興供電局工程建設(shè)部經(jīng)理葉子忠忘不掉那段趨于“極限”的日子。他說，工程項目部所有人員在項目現(xiàn)場駐守了三個月。為了驗證控制策略的可行性，更是根據(jù)以往10千伏共成線負(fù)荷功率和小水電發(fā)電功率，分別選取典型日作為豐大、豐小、枯小、枯大運行方式，對控制策略進行仔細(xì)的仿真驗證、分析。由于潮濕悶熱、蚊蟲泛濫，工作、生活等各方面條件比農(nóng)村老家都艱苦多了。
“完工時，大家體重平均減輕了10多斤。我回到家時，我愛人看到我的樣子都掉淚了。”葉子忠說。
歷經(jīng)9個月的全力以赴，工程項目部完成征地、土建、設(shè)備安裝等一系列環(huán)節(jié)，攻克了“雙母線壓差過大，導(dǎo)致同期合閘失敗”等115個復(fù)雜的技術(shù)難題，研發(fā)出電壓控制策略、并離網(wǎng)轉(zhuǎn)換控制策略、黑啟動控制策略三大策略。原計劃近2000個點的遠(yuǎn)動對點、上百個設(shè)備的單體調(diào)試、聯(lián)調(diào)工作，由3個月壓縮至1個月，整個工程完工節(jié)點提前了足足3個月。
綠色蝶變，停電時間大幅縮短
9月2日21時45分，一聲響亮的“啟動成功”從對講機傳來，標(biāo)志著共成線微電網(wǎng)正式投運，成為南方電網(wǎng)公司首個“源（水電）-網(wǎng)-荷-儲”中壓特色微電網(wǎng)。
據(jù)了解，整個微電網(wǎng)的構(gòu)建參照500千伏變電站的3/2物理接線，突破性采用2個可編程計算機控制器節(jié)點，大大提升了微電網(wǎng)控制的靈活性。而2兆瓦的儲能配置可在大電網(wǎng)停電時自動黑啟動，通過對各支路合閘時的分段投入控制，采用以“水電-負(fù)荷小容量”交替啟動的方式逐步恢復(fù)供電，減少對主電源的沖擊，確保重點旅游區(qū)及鎮(zhèn)區(qū)其他用戶用電無憂。
如今,通過儲能開關(guān)站這個“神經(jīng)中樞”，該微電網(wǎng)能夠?qū)崟r自動調(diào)整運行方式，使小水電站等分布式電源在停運、并網(wǎng)運行、離網(wǎng)運行方式之間靈活轉(zhuǎn)換，解決供電區(qū)域豐水期高電壓和枯水期低電壓問題，極大提高了水電資源利用率，轄區(qū)中壓線路電壓合格率也大幅上升，困擾象窩山生態(tài)園等用戶多時的用電質(zhì)量問題得到徹底解決。
“微電網(wǎng)不僅盤活了小水電資源，也為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村旅游發(fā)展注入了生機與活力?！编崅ケ硎荆椖客哆\后，小水電全額消納，減少棄水約43%；共成線與鳳山線的電壓有效控制在9.3-10.7千伏的合理范圍內(nèi)；象窩山生態(tài)園的供電可靠性從99.64%提升到99.99%，用戶年平均停電時間也從原來的14.85小時壓縮到1小時內(nèi)。
原標(biāo)題:綠色微電網(wǎng) 鄉(xiāng)村新動能
