中國儲能網(wǎng)訊：11月9日，廣州奧體儲能電站順利完成第十五屆全國運動會開幕式保供電任務。此次開幕式全球首創(chuàng)“市電+儲能”主供保電模式，成功保障了開幕式展演全過程電力供應零中斷、零閃動，是綠色、創(chuàng)新辦賽理念的成功實踐。
這次保供電模式創(chuàng)新，是由南方電網(wǎng)公司和國家新型儲能創(chuàng)新中心（以下簡稱“國創(chuàng)中心”）提出方案，南方電網(wǎng)電力科技股份有限公司（以下簡稱“南網(wǎng)科技公司”）負責集成、調試和并網(wǎng)試驗，南方電網(wǎng)廣東廣州供電局（以下簡稱“廣州供電局”）負責牽頭專業(yè)運維，這一創(chuàng)新在國內外重大活動保供電領域尚屬首創(chuàng)。較傳統(tǒng)柴油發(fā)電主供保電模式，儲能保供電不僅電壓支撐和抗干擾能力更強，還可減少二氧化碳排放。該項目的成功實踐，不僅驗證了儲能保供電的可行性，也充分體現(xiàn)了南網(wǎng)科技公司深厚的儲能技術積累，更有望帶動重大活動保供電新業(yè)態(tài)。
在全球矚目的奧運會、亞運會、全運會等頂級體育盛會背后，穩(wěn)定持續(xù)的電力供應是賽事順利進行的堅實保障。長期以來，國際通行的是“柴油發(fā)電機主供、市電備供”模式，其核心設備多依賴國際品牌。
為積極響應綠色、低碳的辦賽潮流，推動能源供給模式向清潔化、智能化轉型升級，十五運會和殘?zhí)貖W會首批合作伙伴——中國南方電網(wǎng)公司率先提出了“市電+儲能”主供電的保供電新模式。這一創(chuàng)新模式旨在打造下一代保供電核心裝備，培育產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)。
據(jù)悉，國創(chuàng)中心、南網(wǎng)科技公司、南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司和廣州供電局共同成功攻克關鍵技術，研發(fā)出具備高可靠性、可主動支撐電網(wǎng)的在線儲能成套裝備，并在十五運會成功應用。
該裝備猶如“定海神針”，在場館負荷瞬息萬變的電力“波濤”中，隨時穩(wěn)住沖擊，智慧調節(jié)能源“潮汐”，與市電協(xié)同形成穩(wěn)定、可靠的主供電源，實現(xiàn)零秒切換的不間斷供電，為核心場館提供極致可靠的綠色電能。
這一歷史性突破，標志著我國在重大活動保電領域實現(xiàn)了從技術追隨到自主創(chuàng)新的重要跨越，為未來全球體育盛會貢獻出更清潔、更智慧的“中國方案”。
鑄就“零閃動”能源基石
“從2024年7月開始，我們已經(jīng)啟動了項目整體策劃?！表椖控撠熑?、南方電網(wǎng)三級領軍技術專家鐘國彬坦言，“我們面臨著兩項前所未有的挑戰(zhàn)，一是確保極高的安全可靠性，二是破解“主-配-微”系統(tǒng)復雜因素耦合影響?！?/span>
安全可靠，不僅是電力行業(yè)的高標準，更是一條不容逾越的生命線。在任何極端工況下，都必須像一座永不熄滅的“光明燈塔”，為賽事核心區(qū)提供絕對穩(wěn)定的電力，鑄就“零閃動”的能源基石。
以鋰離子電池為代表的電化學儲能電池，存在一定的熱失控風險，且傳統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測手段單一、狀態(tài)估計精度不足等問題，極易造成儲能系統(tǒng)保護退出，影響保供電安全可靠性。
“想要構建一個極致安全可靠的系統(tǒng)，對內必須杜絕任何微小的潛在故障，對外要能抵御電網(wǎng)側的各種擾動沖擊。”鐘國彬告訴記者，“這就要求我們在材料和器件選型、系統(tǒng)架構和控制策略等方面進行高標準設計與驗證?！?/span>
為此，項目團隊創(chuàng)新性地提出了基于“電-熱-力”多維信息監(jiān)測的電池狀態(tài)智能感知與故障預警方案，采用融合膨脹力的儲能電池狀態(tài)與預診斷技術，實現(xiàn)了熱失控早期預警，預警時間大于30分鐘。同時，膨脹力監(jiān)測大幅降低電池狀態(tài)估計誤差，由5%降至2.5%。從而實現(xiàn)異常極早感知、極早控制，確保全工況萬無一失。
實現(xiàn)聰明電網(wǎng)“智慧交響”
現(xiàn)代大型賽事的電網(wǎng)結構，如同一個精密而龐大的交響樂團，涵蓋了主網(wǎng)、配網(wǎng)和微網(wǎng)等多個層級。傳統(tǒng)的控制方式如同各自為戰(zhàn)，難以應對突發(fā)狀況。只有成為一位技藝超群的“智慧指揮家”，才能瞬間洞察整個“樂團”的配合狀態(tài)——從主網(wǎng)的頻率波動、配網(wǎng)的潮流變化到微網(wǎng)內儲能與負荷的瞬時狀態(tài)，并在多因素耦合的復雜局面下，發(fā)出精準指令，協(xié)同所有“樂手”同步動作。
“在線儲能需要在保供電運行過程中面臨強（SCR>100)、弱(SCR~1.0)電網(wǎng)，構網(wǎng)控制也需要具備極高的寬短路比適應性，同時要克服保供電負荷隨機波動、多級保供電電源運行方式連續(xù)動態(tài)調整，這樣才能確保微電網(wǎng)母線電壓、頻率穩(wěn)定?！蹦暇W(wǎng)科技公司研發(fā)工程師段奇佑介紹。
值得一提的是，項目團隊在全球首次實現(xiàn)了在線儲能作為大型保供電場景下的主供型微網(wǎng)電源，形成在線儲能與多級電網(wǎng)、發(fā)電機、UPS等多種保供電源優(yōu)化協(xié)調配合策略，全工況多種運行方式連續(xù)安全切換的保供電應用?！翱梢哉f，這一策略解決了含多類型后備電源的‘主-配-微’協(xié)同聯(lián)合保供電場景下故障范圍限制、多級保護配合等關鍵技術難題?！倍纹嬗诱f。
關鍵技術瓶頸的突破，確保了在任何“變奏”與“插曲”中，都能奏出平穩(wěn)、和諧、不間斷的電力樂章，實現(xiàn)從“被動應對”到“主動支撐”的跨越。
構筑電池熱失控“防火墻”
這套高可靠保供電儲能裝備的安全防護，為電池熱失控構筑了“兩道防線”——分層分區(qū)熱阻隔和高效滅火技術，確保在極端情況下將風險和損失降到最低。
它像一套精密的“防火隔離帶”，在電池簇間、電池包上蓋、模組間、電芯間層層設卡?！霸诿恳坏狸P卡上，我們都使用了云母片、氣凝膠這樣的防火隔熱材料。這些材料就像是給每個電池單元穿上了‘防火鎧甲’，它們本身極耐高溫，能有效阻擋熱量傳遞?！表椖考夹g負責人、南方電網(wǎng)三級領軍技術專家易斌告訴記者，“萬一某個電芯發(fā)生熱失控，產(chǎn)生高溫，這道立體防護網(wǎng)能像‘防火隔離帶’一樣，牢牢將高溫限制在局部范圍內，阻止它蔓延到相鄰的電池或設備其他部分，從而為處置險情贏得寶貴時間，避免‘火燒連營’的后果?！?/span>
同時，系統(tǒng)采用了“包級+艙級”的分層監(jiān)測方案。研制了一套聯(lián)用新型全氟己酮和液氮的先進滅火系統(tǒng)，能實現(xiàn)“雙保險”滅火。一旦報警，滅火劑會同時在“事故單元”和整個“設備空間”精準釋放，實現(xiàn)快速響應和高效滅火，確保在萌芽階段就被徹底撲滅。
據(jù)了解，項目基于“識-警-控”一體化的高安全集成和寬短路比構網(wǎng)控制技術，研制了全球首套10kV高壓直掛高可靠保供電主動支撐型在線儲能成套裝備，單機容量5MW/10MWh。在“熱失控防護-狀態(tài)監(jiān)測預警-在線主動支撐控制-主配微多源協(xié)同”方面，形成了自主可控的全方位技術突破，成為了綠色能源的“定海神針”。
這根綠電“定海神針”，為第十五屆全運會開幕式演出負荷提供長達4小時的主供電源保障，實現(xiàn)了“市電+儲能主供”保供電模式的首次應用。
