金秋十月，廣東省東莞市各大產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)工廠開足馬力，爭(zhēng)分奪秒促生產(chǎn)。松山湖高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)與麻涌鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)內(nèi)的三座配電房顯得格外“高大上”，電房?jī)?nèi)各種新型設(shè)備正常運(yùn)行。這三座配電房就是依托2017年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“交直流混合的分布式可再生能源關(guān)鍵技術(shù)、核心裝備和工程示范研究”項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱“國(guó)重4.1項(xiàng)目”)建設(shè)的交直流混合配電系統(tǒng)示范工程。
近日，國(guó)重4.1項(xiàng)目在東莞通過示范工程現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行檢查。項(xiàng)目建成了全國(guó)首個(gè)涵蓋數(shù)據(jù)中心、工業(yè)園區(qū)、辦公生活園區(qū)等多用能場(chǎng)景的交直流混合示范工程，實(shí)現(xiàn)了高比例分布式能源高效接入和源網(wǎng)荷儲(chǔ)靈活互動(dòng)需求，推動(dòng)交直流混合配用電技術(shù)廣泛應(yīng)用及更多工程落地，助力大灣區(qū)城市能源轉(zhuǎn)型，帶動(dòng)智能電網(wǎng)的進(jìn)步和發(fā)展。
多用能場(chǎng)景示范 實(shí)現(xiàn)多種分布式能源接入和消納
近年來，以IT類負(fù)載、變頻空調(diào)及電動(dòng)汽車為代表的廣義直流用能設(shè)備比例快速升高，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、光熱發(fā)電系統(tǒng)等分布式可再生能源已成為推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的重要途徑，負(fù)荷密集的東南沿海地區(qū)配電網(wǎng)面臨分布式可再生能源可靠消納及直流負(fù)荷經(jīng)濟(jì)用能的重大需求。
為滿足不同類型用戶的用能需求，國(guó)重4.1項(xiàng)目?jī)?yōu)選并建設(shè)了三個(gè)示范點(diǎn)，彌補(bǔ)了單一場(chǎng)景代表性不足的問題?！肮こ贪L(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、太陽能熱發(fā)電及熱利用、儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱等多類型分布式可再生能源，系統(tǒng)總?cè)萘窟_(dá)到5.18兆瓦，直流負(fù)荷占比達(dá)54%，可再生能源占比達(dá)65.8%。”東莞供電局科技創(chuàng)新專責(zé)鐘榮富介紹。
為保證交直流混合系統(tǒng)示范工程的可靠運(yùn)行，在正式投入運(yùn)行之前必須通過系統(tǒng)調(diào)試來檢驗(yàn)其功能和性能，但目前尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)借鑒。為此，東莞供電局組織各專業(yè)技術(shù)骨干，編制了一整套科學(xué)全面的調(diào)試方案，根據(jù)方案對(duì)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)并出具詳細(xì)的調(diào)試報(bào)告。項(xiàng)目示范工程建設(shè)過程中克服了核心裝備技術(shù)研發(fā)困難多、現(xiàn)場(chǎng)示范場(chǎng)景多、建設(shè)周期短、調(diào)試經(jīng)驗(yàn)不足等多種難題，2020年11月，三個(gè)示范工程先后投入試運(yùn)行。
三個(gè)示范點(diǎn)也代表了大灣區(qū)典型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及用能特點(diǎn)，為將來推廣應(yīng)用提供了借鑒樣本。該工程建成的安華數(shù)據(jù)中心、易事特工業(yè)園區(qū)、東莞理工學(xué)院辦公生活園區(qū)多用能場(chǎng)景示范點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多區(qū)域能源系統(tǒng)互聯(lián)，解決了高比例分布式新能源高效接入和高比例直流源網(wǎng)荷儲(chǔ)的應(yīng)用難題。
值得一提的是，該工程還攻克了源網(wǎng)荷儲(chǔ)因多樣性、時(shí)變性、分散性和參數(shù)不確定性造成的匹配難題，突破了高滲透率分布式新能源高效接入交直流混合系統(tǒng)集群組網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了分布式新能源、裝備與系統(tǒng)的高度融合，為新一代交直流混合電網(wǎng)發(fā)展提供了解決方案。
多機(jī)集群運(yùn)行 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能源高效轉(zhuǎn)換
據(jù)介紹，辦公生活園區(qū)示范點(diǎn)、工業(yè)園區(qū)示范點(diǎn)分別驗(yàn)證了電力電子變壓器集群和集群的功能，數(shù)據(jù)中心示范點(diǎn)驗(yàn)證兩種不同技術(shù)路線電力電子變壓器集群的功能，首次建成了4臺(tái)1兆瓦兩種不同技術(shù)路線電力電子變壓器的集群系統(tǒng)，同時(shí)利用云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)管控。
“在項(xiàng)目中，我們首次提出并應(yīng)用了基于電力電子變壓器集群的配用電雙級(jí)、交直流混聯(lián)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，推動(dòng)配電網(wǎng)向集群組網(wǎng)、多維可控、源荷互動(dòng)的新型交直流混合方向發(fā)展。”鐘榮富介紹，“首次示范應(yīng)用了共直流和共高頻交流母線的兩種電力電子變壓器，運(yùn)行最高效率達(dá)98.27%，推動(dòng)交直流關(guān)鍵設(shè)備由‘多種設(shè)備組合’向‘多功能集成應(yīng)用’方向發(fā)展?！?/p>
該示范工程運(yùn)行過程中，充分發(fā)揮多機(jī)集群優(yōu)勢(shì)，通過集群效率尋優(yōu)試驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)效率可提升2個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)當(dāng)一臺(tái)電力電子變壓器故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)在線主從切換，不影響用戶供電。
此外，該工程還在固態(tài)直流斷路器上首次示范應(yīng)用了新一代國(guó)產(chǎn)化開斷型IGCT(集成門極換流晶閘管)器件；提出基于電力電子變壓器的協(xié)調(diào)控制策略、集群優(yōu)化控制策略以及多能互補(bǔ)潮流優(yōu)化運(yùn)行策略，形成了多層級(jí)、多時(shí)空尺度、多能協(xié)調(diào)的控制架構(gòu)。
據(jù)悉，東莞市列入了新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)規(guī)劃，接下來，東莞供電局將積極推動(dòng)新型配用電系統(tǒng)成套解決方案的商業(yè)化應(yīng)用，支撐以新能源為主體的新型配用電系統(tǒng)更快發(fā)展，助力早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。
(陳成聰 何文志 趙樹宏 成芷卉)
評(píng)論