10月23日，在寧夏廣闊無垠的戈壁灘上，一座座白色的風(fēng)機在藍天白云下隨風(fēng)起舞；一排排寶石般的光伏板在陽光下熠熠生輝，為“塞上江南”增添了一抹獨特的風(fēng)情。
寧夏是中國首個新能源綜合示范區(qū)，目前形成了8個大規(guī)模風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)集群，是我國大規(guī)模推廣應(yīng)用綠色能源的重要基地。寧夏新能源消納處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，與發(fā)達國家水平相當(dāng)。
國網(wǎng)寧夏電力公司以科技創(chuàng)新助力新能源發(fā)展，促進了新能源在更大范圍內(nèi)的消納。
開展課題攻關(guān) 創(chuàng)新成果效益顯著
人眨眼一次一般需要0.1秒，即100毫秒，而重達5噸、高3米有余的世界首臺超高壓快速真空斷路器可輕松用20毫秒完成分閘、合閘動作，切除故障電路或重新恢復(fù)供電。
“這是目前世界范圍內(nèi)已知最快開斷短路電流速度。”參與國家電網(wǎng)有限公司“363千伏/5000安/63千安快速斷路器關(guān)鍵技術(shù)研究及樣機研制”重點研發(fā)攻關(guān)的黃永寧自豪地說。該項目于2017年7月上線運行。國網(wǎng)寧夏電力掌握了超高壓快速斷路器設(shè)計與控制關(guān)鍵技術(shù)，并衍生開發(fā)出快速開關(guān)型變阻抗節(jié)能變壓器、快速開關(guān)型限流技術(shù)與串聯(lián)補償技術(shù)等多項科技創(chuàng)新成果。
此外，國網(wǎng)寧夏電力在新能源建模方面也開展了大量先試先行工作。該公司依托首個通過自治區(qū)論證的能源領(lǐng)域?qū)嶒炇摇皩幭碾娏δ茉窗踩攸c實驗室”，積極與國內(nèi)頂級科院校合作，開展了大量前瞻性研究，取得了一系國際領(lǐng)先的科研成果。
國網(wǎng)寧夏電力研發(fā)團隊一次次尋找問題癥結(jié)，一個難點一個難點攻克。
為提升高比例新能源電網(wǎng)仿真計算準(zhǔn)確性，彌補國內(nèi)分析程序在新能源建模方面的不足，國網(wǎng)寧夏電力先后投資近3000萬元資金全面提升實驗室仿真計算分析技術(shù)裝備和功能。該公司創(chuàng)新性構(gòu)建了新能源發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)化建模方法，在仿真平臺電磁暫態(tài)模型庫中建立了典型風(fēng)機動態(tài)模型，實現(xiàn)了電網(wǎng)計算精度從秒級到毫秒級的飛躍。
2013年，國網(wǎng)寧夏電力結(jié)合寧夏創(chuàng)建新能源綜合示范區(qū)發(fā)展契機，依托智能電網(wǎng)建設(shè)，主動請纓，牽頭開展了國家科技支撐項目子課題“多環(huán)節(jié)綜合互動的智能電網(wǎng)綜合示范工程”，成為寧夏首個牽頭完成國家科技支撐項目課題的單位。
“多環(huán)節(jié)綜合互動的智能電網(wǎng)綜合示范工程”研究項目以提升新能源消納為目標(biāo)，歷時5年，建立了發(fā)、輸、配、用、微、儲等多環(huán)節(jié)雙向互動電網(wǎng)運行新模式，建成了寧夏智能電網(wǎng)綜合集成示范工程。該項目首次在國內(nèi)以最小的成本實現(xiàn)常規(guī)電源、集中式新能源與分布式發(fā)電的互動，實現(xiàn)了激勵引導(dǎo)客戶“隨風(fēng)光而動”調(diào)整用電，精準(zhǔn)撮合客戶的移峰能力和電網(wǎng)移峰需求，實現(xiàn)了超特高壓直流功率“隨風(fēng)光而動”，將新能源消納途徑從挖掘電源側(cè)能力擴大到大客戶負(fù)荷側(cè)互動潛力，拓展了市場，豐富了新能源消納手段，提升了消納水平。項目創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益超5億元。
2016年，國網(wǎng)寧夏電力根據(jù)大型能源基地電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷策略研究，創(chuàng)新性開發(fā)了寧夏電網(wǎng)災(zāi)變及阻斷仿真模擬軟件。同時，這個研發(fā)團隊又創(chuàng)新性提出基于計及停電風(fēng)險與控制代價的協(xié)調(diào)控制算法，優(yōu)化了電力系統(tǒng)災(zāi)變的模擬與控制，大大提高了高比例新能源電網(wǎng)抵御嚴(yán)重故障的能力。
5年來，國網(wǎng)寧夏電力為提升新能源并網(wǎng)安全運行和消納水平，在科技創(chuàng)新方面，完成了包括國家科技支撐計劃在內(nèi)的研究課題近百項，解決了新能源并網(wǎng)發(fā)電可預(yù)測、可監(jiān)視、可控制，新能源接入有序合理，新能源場站信息安全，新能源單個機組和機群模型準(zhǔn)確性等一系列問題。
多環(huán)節(jié)互動 實現(xiàn)新能源最大化消納
寧夏銀川南郊戈壁上的800千伏靈州變電站內(nèi)，源源不斷的電能正搭乘特高壓“順風(fēng)車”，“駛向”浙江紹興。
然而早在2009年，國網(wǎng)寧夏電力就意識到，要服務(wù)好新能源大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電的需求，就要提前預(yù)知新能源發(fā)電的“習(xí)性”，因此在國內(nèi)率先開展了新能源并網(wǎng)功率預(yù)測的探索性研究。當(dāng)時，該公司研發(fā)了國內(nèi)首套應(yīng)用于調(diào)度部門的風(fēng)光一體化功率預(yù)測系統(tǒng)，在風(fēng)光功率預(yù)測的綜合應(yīng)用和基于數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的光伏電站出力預(yù)測模型研究方面，達到了國際領(lǐng)先水平。該系統(tǒng)通過不斷使用、完善，目前已經(jīng)覆蓋到寧夏電網(wǎng)所有224家場站，可對未來新能源出力進行0～4小時超短期、72小時短期預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確率由初期的不足80%，提升至當(dāng)前的90%，實現(xiàn)了新能源發(fā)電的先知先覺。
運用高科技解決“調(diào)峰”問題，破解消納困境是新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重點。對此，國網(wǎng)寧夏電力通過多環(huán)節(jié)互動實現(xiàn)新能源最大化消納，創(chuàng)新開展新能源消納技術(shù)研究。
“國網(wǎng)寧夏電力充分利用靈紹等特高壓直流外送電通道優(yōu)勢，加大跨區(qū)新能源外送規(guī)模，積極擴大中長期外送電交易規(guī)模，促進了新能源在更大范圍內(nèi)消納?！睂幭碾娏φ{(diào)控中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
數(shù)據(jù)顯示，2018年上半年，寧夏電網(wǎng)新能源發(fā)電量143億千瓦時，同比增長26.4%；新能源棄電量3.54億千瓦時，棄電率2.42%，同比下降2.28%；新能源外送28.25億千瓦時，同比增長59.88%，寧夏電網(wǎng)在西北地區(qū)同等條件下棄電率控制最好，新能源消納總體水平位居全國前列。
