福建海岸線長(zhǎng)度位居全國(guó)第二，島嶼眾多。近年來，國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司結(jié)合省內(nèi)用電特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，開展新型電力系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐，在西洋島、三都澳等地建設(shè)風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，提升供電可靠性，服務(wù)地方特色產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
從福建省霞浦縣西洋島山頂放眼望去，巨大的白色風(fēng)機(jī)葉片緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，光伏板熠熠生輝，與周圍的山林草甸、蔚藍(lán)大海、礁石懸崖構(gòu)成了一幅美麗畫卷。
近年來，國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司結(jié)合海島產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，建成省級(jí)新型電力系統(tǒng)示范工程——西洋島風(fēng)光儲(chǔ)協(xié)同的弱聯(lián)型微電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源電量100%消納，保障海島用能清潔可靠。
源荷儲(chǔ)協(xié)同 建成風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)
西洋島位于福建省東北部，面積8.2平方千米，距陸地約11千米，是霞浦縣海島鄉(xiāng)鄉(xiāng)政府所在地，常住人口3000余人。全島電網(wǎng)通過一條海纜與陸地電網(wǎng)相連。西洋島附近海域漁船較多，漁船拋錨和拖網(wǎng)作業(yè)容易引發(fā)海纜故障，而搶修海纜耗時(shí)耗力。
“海纜搶修期間，我們會(huì)運(yùn)送柴油發(fā)電機(jī)上島保障民生用電，但發(fā)電機(jī)噪聲很大，影響居民正常生活。”霞浦縣供電公司下滸中心供電所所長(zhǎng)楊思群介紹。
西洋島上風(fēng)、光資源豐富。2021年11月，國(guó)網(wǎng)福建電力在島上安裝了3臺(tái)2000千瓦風(fēng)機(jī)、1000千瓦電化學(xué)儲(chǔ)能裝置和20.74千瓦光伏發(fā)電板。它們組成了福建首個(gè)具備“零碳”示范運(yùn)行能力的弱聯(lián)型微電網(wǎng)。該項(xiàng)目創(chuàng)新應(yīng)用了新一代電池預(yù)制艙、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能變流器、孤島自平衡控制技術(shù)、風(fēng)荷儲(chǔ)功率協(xié)同優(yōu)化等關(guān)鍵設(shè)備核心技術(shù)，率先采用無就地主站的配網(wǎng)微網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行控制模式，打造了安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、綠色的微電網(wǎng)運(yùn)行控制案例，降低了全島對(duì)海纜供電的依賴，提升了海島供電可靠性。
“當(dāng)光伏發(fā)電和風(fēng)電足夠島上使用時(shí)，多余的電量會(huì)被送入大電網(wǎng);當(dāng)電力不足時(shí)，則由大電網(wǎng)供電，雙向調(diào)節(jié)、靈活平衡。”霞浦縣供電公司西洋島服務(wù)站站長(zhǎng)王智海介紹。
“一鍵黑啟動(dòng)” 海島用電更可靠
6月22日上午，西洋島海底電纜發(fā)生故障，霞浦縣供電公司隨即派員工前往搶修海纜。福建電力科學(xué)研究院技術(shù)人員在得知故障消息后迅速響應(yīng)，通過遠(yuǎn)程技術(shù)支撐，成功實(shí)現(xiàn)西洋島負(fù)荷黑啟動(dòng)，并通過儲(chǔ)能裝置和風(fēng)電機(jī)組的協(xié)同運(yùn)行，在海纜搶修期間以100%新能源發(fā)電為島上居民提供了連續(xù)電力供應(yīng)。
風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)投運(yùn)后，通常情況下，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)互為補(bǔ)充，為島上用電提供雙重保障。但當(dāng)海纜發(fā)生故障時(shí)，微電網(wǎng)會(huì)快速切換到孤網(wǎng)模式，通過儲(chǔ)能裝置帶動(dòng)全島配電變壓器零起升壓，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷黑啟動(dòng)，保障微電網(wǎng)安全運(yùn)行。
福建電科院新能源涉網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)專責(zé)曾志杰介紹：“微電網(wǎng)要成功黑啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定離網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，需要解決微網(wǎng)暫態(tài)抗沖擊能力提升、穩(wěn)態(tài)電力電量雙平衡等技術(shù)難題。”2022年年初，福建電科院在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了微電網(wǎng)技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，進(jìn)行微電網(wǎng)并網(wǎng)、離網(wǎng)、黑啟動(dòng)、并離網(wǎng)切換等各類運(yùn)行場(chǎng)景的實(shí)時(shí)仿真，開展微電網(wǎng)關(guān)鍵控制策略技術(shù)攻關(guān)與技術(shù)驗(yàn)證。
此外，島上的儲(chǔ)能容量配置相對(duì)較小，難以帶動(dòng)全島的負(fù)荷黑啟動(dòng)，亟須科學(xué)設(shè)計(jì)源荷儲(chǔ)的運(yùn)行模式。經(jīng)過持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)與策略調(diào)整，黑啟動(dòng)運(yùn)行策略得以確定：先啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)建立電壓，恢復(fù)島上重要負(fù)荷供電，再恢復(fù)風(fēng)機(jī)、光伏設(shè)備發(fā)電，逐步恢復(fù)全島負(fù)荷。2022年5月，西洋島微電網(wǎng)完成黑啟動(dòng)及孤網(wǎng)100%新能源供電3小時(shí)試運(yùn)行。
“今年，我們將運(yùn)用5G、電力載波通信等技術(shù)對(duì)島上的電力設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)分鐘級(jí)的‘一鍵黑啟動(dòng)’。在海纜發(fā)生故障時(shí)，全島復(fù)電時(shí)間將進(jìn)一步縮短至分鐘級(jí)。”曾志杰介紹。
推廣微電網(wǎng)建設(shè) 助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展
霞浦縣海帶產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，西洋島上的煙臺(tái)村幾乎家家戶戶種植海帶。
2022年以前，島上沒有海帶加工廠，村民們?cè)谑崭詈Ш螅械目渴止ぞ偷亓罆瘢械膶⒑н\(yùn)到外地售賣，但賣不上好價(jià)錢。風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)投運(yùn)后，充分滿足了海帶產(chǎn)業(yè)用電需求，島上建起了海帶加工廠，帶動(dòng)了村民在家門口就業(yè)。
如今，西洋島形成了集水產(chǎn)品捕撈養(yǎng)殖、加工貿(mào)易及物流于一體的現(xiàn)代化海洋漁業(yè)，啟動(dòng)了全域旅游項(xiàng)目建設(shè)。風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)提升了海島供電可靠性和用能清潔性，促進(jìn)了漁業(yè)、文旅的融合發(fā)展。
近年來，微電網(wǎng)建設(shè)實(shí)踐在福建多地鋪開。寧德三都澳海域是全國(guó)最大的大黃魚養(yǎng)殖基地，養(yǎng)殖面積上萬畝。2020年6月，福建首個(gè)海上漁排風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)示范項(xiàng)目在此投運(yùn)。這是國(guó)網(wǎng)福建電力推進(jìn)配網(wǎng)、微網(wǎng)融合發(fā)展的示范性項(xiàng)目，綜合運(yùn)用光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能、數(shù)字能源管理系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各能源子系統(tǒng)的運(yùn)行情況，進(jìn)行源網(wǎng)荷儲(chǔ)優(yōu)化協(xié)調(diào)控制、多種可再生能源互補(bǔ)和優(yōu)化管控，實(shí)現(xiàn)海上漁排不間斷供電。
“微電網(wǎng)讓我們的海上漁排用上了清潔電，功率也從柴油發(fā)電機(jī)的10千瓦增加到了100千瓦，用電更充足可靠了。”寧德市官井洋大黃魚養(yǎng)殖有限公司副總經(jīng)理宋向國(guó)說。(雷美容 王忠平 郭清梅)
評(píng)論