2024年12月31日傍晚，在安徽省銅陵市胥壩鄉(xiāng)衣冠村的近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項(xiàng)目現(xiàn)場，安徽電力科學(xué)研究院系統(tǒng)及新能源技術(shù)中心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在調(diào)試剛剛并網(wǎng)試運(yùn)行的光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)。不遠(yuǎn)處，兩塊24米長的銀色太陽能聚光板在夕陽映照下仿佛蒙上了一層薄紗。銅陵供電公司胥壩供電所員工穿行其間，檢查導(dǎo)熱油管道設(shè)備。
胥壩鄉(xiāng)四面環(huán)江，是長江安徽段最大的江心洲，銅陵淡水豚國家級自然保護(hù)區(qū)就在這里。近年來，胥壩鄉(xiāng)依托紅色文化和江豚保護(hù)文化，立足優(yōu)美的田園風(fēng)光，積極推動鄉(xiāng)村農(nóng)旅融合。旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對島上用能提出了更高的要求。
對胥壩鄉(xiāng)來說，大力發(fā)展分布式可再生能源、推動綠色電能高效生產(chǎn)和精準(zhǔn)分配、建設(shè)島嶼型微電網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的一個有效路徑。然而島內(nèi)獨(dú)特的地理環(huán)境以及季節(jié)性用電所帶來的負(fù)荷波動性，導(dǎo)致島內(nèi)分布式光伏發(fā)電就地消納能力不足。此外，島內(nèi)居民生產(chǎn)生活靠兩條10千伏跨江架空線路供電。這種線路易受臺風(fēng)、暴雨等極端天氣影響，供電保障能力有待進(jìn)一步提升。
為此，2023年3月，安徽電科院聯(lián)合銅陵供電公司組建技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，在胥壩鄉(xiāng)開展系統(tǒng)調(diào)研，詳細(xì)分析島上新能源發(fā)電和居民用電的時空匹配特性。經(jīng)過幾輪研討，團(tuán)隊(duì)確定了采用分布式光伏發(fā)電與新型儲能協(xié)同供電的技術(shù)路線。隨后，近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項(xiàng)目啟動。項(xiàng)目集中開展高能效分布式壓縮空氣儲能、自適應(yīng)移動發(fā)電機(jī)、低壓臺區(qū)柔性互聯(lián)、分布式儲能協(xié)同構(gòu)網(wǎng)控制等關(guān)鍵技術(shù)探索，目標(biāo)是推動島內(nèi)清潔能源消費(fèi)占比接近100%。
經(jīng)過一年多的攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)先后攻克了壓縮空氣儲能系統(tǒng)模塊化、小型化集成設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。2024年12月12日，光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)、移動式自適應(yīng)投切并網(wǎng)發(fā)電機(jī)等試點(diǎn)項(xiàng)目并網(wǎng)試運(yùn)行。近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項(xiàng)目取得階段性成果。
光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)由太陽能集熱、低功耗空氣壓縮、中壓儲氣、超高速透平發(fā)電、高低溫蓄熱系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成，采用緊湊化和模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，具有占地面積小、系統(tǒng)能效高、運(yùn)行噪聲低、系統(tǒng)擴(kuò)容快等優(yōu)勢。系統(tǒng)在儲能時，通過低功耗空氣壓縮機(jī)將空氣進(jìn)行壓縮并儲存起來;在需要釋能時，利用光熱加熱空氣，將儲存的空氣壓力能轉(zhuǎn)化為電能。這樣既實(shí)現(xiàn)了能量的高效儲存與轉(zhuǎn)換，又促進(jìn)了可再生能源的高效利用。
“一套百千瓦級的壓縮空氣儲能系統(tǒng)占地面積不到一畝，能更好地適配空間有限的島嶼環(huán)境。”安徽電科院系統(tǒng)及新能源技術(shù)中心副主任丁津津介紹。
節(jié)省空間的同時，光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)的綜合效率也進(jìn)一步提升。該系統(tǒng)應(yīng)用了“冷-熱-氣-電”多能流靈活優(yōu)化管控方法，極大提升了小型化壓縮空氣儲能系統(tǒng)的綜合運(yùn)行效率，有效促進(jìn)胥壩島分布式光伏發(fā)電電量就地消納。
另外，配套建設(shè)的200千瓦移動式遠(yuǎn)程投切發(fā)電機(jī)可實(shí)時研判電網(wǎng)故障情況并遠(yuǎn)程啟動投切，為分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)和區(qū)域電力保供提供雙重保險(xiǎn)。
“目前，胥壩鄉(xiāng)屋頂光伏發(fā)電規(guī)模接近一萬千瓦。我們計(jì)劃進(jìn)一步提升島內(nèi)電網(wǎng)的分布式電源接納能力。”銅陵供電公司調(diào)控中心主任曾偉華表示。光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)達(dá)到額定功率，有效應(yīng)對電力負(fù)荷側(cè)和分布式電源側(cè)的波動，維持島嶼型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，島內(nèi)同步建設(shè)的無人機(jī)自適應(yīng)巡檢機(jī)巢和有載調(diào)壓變壓器，提升了項(xiàng)目的智能化、自動化水平，也為多能互補(bǔ)提供了有力保障。(馬偉 苗靜然 王冠森)
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