中國儲能網(wǎng)訊：立足變速抽水蓄能及多能互補兩大核心領(lǐng)域，開展全功率變速抽水蓄能協(xié)調(diào)控制與保護、混合式抽水蓄能電站廠站級協(xié)同控制、水風光蓄荷協(xié)調(diào)運行控制及其應(yīng)用技術(shù)研究，助力清潔能源高質(zhì)量發(fā)展。
團隊成果展示
●牽頭國家重點研發(fā)計劃、智能電網(wǎng)國家科技重大專項等國家級項目3項，省部級項目6項，國家電網(wǎng)公司科技項目8項
●獲得省部級/行業(yè)級科技獎勵9項、公司科技獎勵8項
●獲得國家發(fā)明專利授權(quán)45項
●牽頭或參與編制國際標準、行業(yè)標準、團體標準、企業(yè)標準5項
●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”目標下，新能源發(fā)電迅猛發(fā)展，其波動性、間歇性給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。在水資源豐富的地區(qū)，推動梯級水電、變速抽水蓄能與新能源互補運行是促進大規(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行控制及多能互補技術(shù)驗證實驗室依托國網(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)，提出了梯級水光蓄聯(lián)合運行技術(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，但作為機組“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，實驗室持續(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)的功率指令及機組水頭等實際工況，結(jié)合新能源發(fā)電功率波動抑制和電網(wǎng)支撐需求，自動確定機組功率和轉(zhuǎn)速的控制設(shè)備，指導(dǎo)變流器、調(diào)速器等“各司其職”，實現(xiàn)機組運行效率最優(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，解決了機組運行狀態(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。現(xiàn)場實測表明，機組發(fā)電工況下具備±12%額定功率、百毫秒級快速響應(yīng)能力；抽水工況下實現(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，在國家級一類大賽第十八屆“振興杯”全國青年職業(yè)技能大賽中，實驗室申報的創(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。
今年，實驗室建成了全功率變速抽水蓄能水—機—電硬件在環(huán)仿真測試平臺，當前正在攻關(guān)300兆瓦級全功率變速抽水蓄能技術(shù)。
構(gòu)建梯級水光蓄互補體系，提高新能源電源友好并網(wǎng)水平
水光蓄多能互補有助于促進新能源發(fā)電消納，提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力。四川蘊含豐富的水資源，新能源發(fā)電快速發(fā)展，對水光蓄互補運行控制技術(shù)需求迫切。
2022年，實驗室提出了計及梯級水電和變速抽水蓄能響應(yīng)特性差異、基于光伏發(fā)電出力波動自適應(yīng)高低頻分解的梯級水光蓄互補系統(tǒng)層次化協(xié)調(diào)控制方法，制訂了兼顧梯級水位控制與流量平衡的梯級水光蓄互補系統(tǒng)預(yù)測控制策略。同年5月，世界首個梯級水光蓄互補聯(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)平均功率波動降低63.35%，最大功率波動降低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)合會在四川省阿壩州小金縣組織召開了“梯級水光蓄互補聯(lián)合發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)、裝備研發(fā)及應(yīng)用”項目科技成果鑒定會，鑒定委員會認為：成果為發(fā)展變速抽水蓄能和多能互補提供了可復(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)示范標桿和典型案例集。
攻關(guān)跨流域互補技術(shù)，助力清潔能源大范圍消納
四川新能源發(fā)電裝機還在持續(xù)增長，預(yù)計到2030年將達到8200萬千瓦，電力系統(tǒng)需要更大容量的靈活調(diào)節(jié)資源。在多能互補方面，實驗室的研究課題從流域內(nèi)互補拓展至跨流域互補。
今年年初以來，實驗室研制了多能互補現(xiàn)場性能測試裝置，建成了水風光蓄多能互補仿真測試平臺，為多能互補技術(shù)驗證提供支撐。依托國家電網(wǎng)公司科技項目“含高比例水電的風光水清潔能源基地廣域互補優(yōu)化調(diào)度技術(shù)研究及應(yīng)用”，實驗室構(gòu)建了基于靈活性支撐約束的風光水短期廣域互補優(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)風光水廣域互補優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)。
通過各類科技項目，實驗室開展人才培養(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)團隊，共同探索變速抽水蓄能和多能互補技術(shù)。
（四川電科院供圖）
