中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：立足變速抽水蓄能及多能互補(bǔ)兩大核心領(lǐng)域，開展全功率變速抽水蓄能協(xié)調(diào)控制與保護(hù)、混合式抽水蓄能電站廠站級(jí)協(xié)同控制、水風(fēng)光蓄荷協(xié)調(diào)運(yùn)行控制及其應(yīng)用技術(shù)研究，助力清潔能源高質(zhì)量發(fā)展。
團(tuán)隊(duì)成果展示
●牽頭國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、智能電網(wǎng)國家科技重大專項(xiàng)等國家級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目6項(xiàng)，國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目8項(xiàng)
●獲得省部級(jí)/行業(yè)級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)9項(xiàng)、公司科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)
●獲得國家發(fā)明專利授權(quán)45項(xiàng)
●牽頭或參與編制國際標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)
●出版專著4部，發(fā)表SCI檢索論文24篇、EI檢索論文18篇
“雙碳”目標(biāo)下，新能源發(fā)電迅猛發(fā)展，其波動(dòng)性、間歇性給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。在水資源豐富的地區(qū)，推動(dòng)梯級(jí)水電、變速抽水蓄能與新能源互補(bǔ)運(yùn)行是促進(jìn)大規(guī)模新能源發(fā)電消納的重要途徑之一。
國家電網(wǎng)有限公司中小型變速抽水蓄能運(yùn)行控制及多能互補(bǔ)技術(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室依托國網(wǎng)四川省電力公司電力科學(xué)研究院成立，攻克了變速抽水蓄能協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)，提出了梯級(jí)水光蓄聯(lián)合運(yùn)行技術(shù)，為新能源發(fā)電消納提供了技術(shù)支持。
攻克變速抽水蓄能協(xié)同控制難題，提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力
抽水蓄能電站是支撐新能源大規(guī)模、高比例、高質(zhì)量躍升發(fā)展的重要能源基礎(chǔ)設(shè)施。全功率變速抽水蓄能響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)范圍廣、靈活性強(qiáng)，但作為機(jī)組“效能管家”的協(xié)調(diào)控制技術(shù)曾屬于“卡脖子”技術(shù)。
2018年以來，實(shí)驗(yàn)室持續(xù)攻關(guān)，提出了變轉(zhuǎn)速控制與變功率控制相結(jié)合的全功率變速抽水蓄能機(jī)組協(xié)調(diào)控制技術(shù)。該技術(shù)基于調(diào)度下發(fā)的功率指令及機(jī)組水頭等實(shí)際工況，結(jié)合新能源發(fā)電功率波動(dòng)抑制和電網(wǎng)支撐需求，自動(dòng)確定機(jī)組功率和轉(zhuǎn)速的控制設(shè)備，指導(dǎo)變流器、調(diào)速器等“各司其職”，實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行效率最優(yōu)，并具備功率快速調(diào)節(jié)能力。
2022年5月，該技術(shù)應(yīng)用于我國首座全功率變速抽水蓄能電站——四川春廠壩抽水蓄能電站，解決了機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)感知、多控制量和控制設(shè)備協(xié)調(diào)控制等工程應(yīng)用難題，實(shí)現(xiàn)了全功率變速抽水蓄能協(xié)調(diào)控制技術(shù)自主可控?，F(xiàn)場實(shí)測表明，機(jī)組發(fā)電工況下具備±12%額定功率、百毫秒級(jí)快速響應(yīng)能力；抽水工況下實(shí)現(xiàn)快速平穩(wěn)柔性帶水啟停，水泵功率連續(xù)可調(diào)范圍超50%。2024年11月，在國家級(jí)一類大賽第十八屆“振興杯”全國青年職業(yè)技能大賽中，實(shí)驗(yàn)室申報(bào)的創(chuàng)新成果“抽水蓄能‘效能管家’——全功率變速抽水蓄能協(xié)調(diào)控制技術(shù)”獲職工組創(chuàng)新創(chuàng)效競賽金獎(jiǎng)。
今年，實(shí)驗(yàn)室建成了全功率變速抽水蓄能水—機(jī)—電硬件在環(huán)仿真測試平臺(tái)，當(dāng)前正在攻關(guān)300兆瓦級(jí)全功率變速抽水蓄能技術(shù)。
構(gòu)建梯級(jí)水光蓄互補(bǔ)體系，提高新能源電源友好并網(wǎng)水平
水光蓄多能互補(bǔ)有助于促進(jìn)新能源發(fā)電消納，提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力。四川蘊(yùn)含豐富的水資源，新能源發(fā)電快速發(fā)展，對(duì)水光蓄互補(bǔ)運(yùn)行控制技術(shù)需求迫切。
2022年，實(shí)驗(yàn)室提出了計(jì)及梯級(jí)水電和變速抽水蓄能響應(yīng)特性差異、基于光伏發(fā)電出力波動(dòng)自適應(yīng)高低頻分解的梯級(jí)水光蓄互補(bǔ)系統(tǒng)層次化協(xié)調(diào)控制方法，制訂了兼顧梯級(jí)水位控制與流量平衡的梯級(jí)水光蓄互補(bǔ)系統(tǒng)預(yù)測控制策略。同年5月，世界首個(gè)梯級(jí)水光蓄互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)正式投產(chǎn)。相關(guān)成果應(yīng)用后，系統(tǒng)平均功率波動(dòng)降低63.35%，最大功率波動(dòng)降低83.98%，極大提高了新能源電源友好并網(wǎng)水平，有力支持小金川流域清潔能源一體化開發(fā)。
2023年2月25日，中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)在四川省阿壩州小金縣組織召開了“梯級(jí)水光蓄互補(bǔ)聯(lián)合發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)、裝備研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)，鑒定委員會(huì)認(rèn)為：成果為發(fā)展變速抽水蓄能和多能互補(bǔ)提供了可復(fù)制、可推廣的典型建設(shè)模式和示范樣板，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。2024年11月，相關(guān)成果入選國家電網(wǎng)公司新型電力系統(tǒng)示范標(biāo)桿和典型案例集。
攻關(guān)跨流域互補(bǔ)技術(shù)，助力清潔能源大范圍消納
四川新能源發(fā)電裝機(jī)還在持續(xù)增長，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到8200萬千瓦，電力系統(tǒng)需要更大容量的靈活調(diào)節(jié)資源。在多能互補(bǔ)方面，實(shí)驗(yàn)室的研究課題從流域內(nèi)互補(bǔ)拓展至跨流域互補(bǔ)。
今年年初以來，實(shí)驗(yàn)室研制了多能互補(bǔ)現(xiàn)場性能測試裝置，建成了水風(fēng)光蓄多能互補(bǔ)仿真測試平臺(tái)，為多能互補(bǔ)技術(shù)驗(yàn)證提供支撐。依托國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目“含高比例水電的風(fēng)光水清潔能源基地廣域互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)研究及應(yīng)用”，實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了基于靈活性支撐約束的風(fēng)光水短期廣域互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度模型，提升了水電站調(diào)節(jié)能力，目前正在研發(fā)風(fēng)光水廣域互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。
通過各類科技項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)室開展人才培養(yǎng)，已有2名四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人、1名四川省杰出青年科技人才、1名電力優(yōu)秀青年科技人才，形成一支老中青結(jié)合的科研攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，共同探索變速抽水蓄能和多能互補(bǔ)技術(shù)。
（四川電科院供圖）
