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风光储微电网提升海岛用能清洁性可靠性
2023-08-01 09:18:24来源: 国家电网报

福建海岸线长度位居全国第二,岛屿众多。近年来,国网福建省电力有限公司结合省内用电特点和产业发展需求,开展新型电力系统建设实践,在西洋岛、三都澳等地建设风光储微电网示范项目,提升供电可靠性,服务地方特色产业高质量发展。

从福建省霞浦县西洋岛山顶放眼望去,巨大的白色风机叶片缓缓转动,光伏板熠熠生辉,与周围的山林草甸、蔚蓝大海、礁石悬崖构成了一幅美丽画卷。


(资料图)

近年来,国网福建省电力有限公司结合海岛产业发展需求,建成省级新型电力系统示范工程——西洋岛风光储协同的弱联型微电网,实现风电、光伏发电等新能源电量100%消纳,保障海岛用能清洁可靠。

源荷储协同 建成风光储微电网

西洋岛位于福建省东北部,面积8.2平方千米,距陆地约11千米,是霞浦县海岛乡乡政府所在地,常住人口3000余人。全岛电网通过一条海缆与陆地电网相连。西洋岛附近海域渔船较多,渔船抛锚和拖网作业容易引发海缆故障,而抢修海缆耗时耗力。

“海缆抢修期间,我们会运送柴油发电机上岛保障民生用电,但发电机噪声很大,影响居民正常生活。”霞浦县供电公司下浒中心供电所所长杨思群介绍。

西洋岛上风、光资源丰富。2021年11月,国网福建电力在岛上安装了3台2000千瓦风机、1000千瓦电化学储能装置和20.74千瓦光伏发电板。它们组成了福建首个具备“零碳”示范运行能力的弱联型微电网。该项目创新应用了新一代电池预制舱、构网型储能变流器、孤岛自平衡控制技术、风荷储功率协同优化等关键设备核心技术,率先采用无就地主站的配网微网协同运行控制模式,打造了安全、经济、可靠、绿色的微电网运行控制案例,降低了全岛对海缆供电的依赖,提升了海岛供电可靠性。

“当光伏发电和风电足够岛上使用时,多余的电量会被送入大电网;当电力不足时,则由大电网供电,双向调节、灵活平衡。”霞浦县供电公司西洋岛服务站站长王智海介绍。

“一键黑启动” 海岛用电更可靠

6月22日上午,西洋岛海底电缆发生故障,霞浦县供电公司随即派员工前往抢修海缆。福建电力科学研究院技术人员在得知故障消息后迅速响应,通过远程技术支撑,成功实现西洋岛负荷黑启动,并通过储能装置和风电机组的协同运行,在海缆抢修期间以100%新能源发电为岛上居民提供了连续电力供应。

风光储微电网投运后,通常情况下,微电网与大电网互为补充,为岛上用电提供双重保障。但当海缆发生故障时,微电网会快速切换到孤网模式,通过储能装置带动全岛配电变压器零起升压,实现负荷黑启动,保障微电网安全运行。

福建电科院新能源涉网运行技术专责曾志杰介绍:“微电网要成功黑启动,实现系统稳定离网长时间运行,需要解决微网暂态抗冲击能力提升、稳态电力电量双平衡等技术难题。”2022年年初,福建电科院在实验室构建了微电网技术验证平台,进行微电网并网、离网、黑启动、并离网切换等各类运行场景的实时仿真,开展微电网关键控制策略技术攻关与技术验证。

此外,岛上的储能容量配置相对较小,难以带动全岛的负荷黑启动,亟须科学设计源荷储的运行模式。经过持续的技术攻关与策略调整,黑启动运行策略得以确定:先启动储能系统建立电压,恢复岛上重要负荷供电,再恢复风机、光伏设备发电,逐步恢复全岛负荷。2022年5月,西洋岛微电网完成黑启动及孤网100%新能源供电3小时试运行。

“今年,我们将运用5G、电力载波通信等技术对岛上的电力设备进行自动化升级,实现微电网分钟级的‘一键黑启动’。在海缆发生故障时,全岛复电时间将进一步缩短至分钟级。”曾志杰介绍。

推广微电网建设 助推产业发展

霞浦县海带产业发达,西洋岛上的烟台村几乎家家户户种植海带。

2022年以前,岛上没有海带加工厂,村民们在收割海带后,有的靠手工就地晾晒,有的将海带运到外地售卖,但卖不上好价钱。风光储微电网投运后,充分满足了海带产业用电需求,岛上建起了海带加工厂,带动了村民在家门口就业。

如今,西洋岛形成了集水产品捕捞养殖、加工贸易及物流于一体的现代化海洋渔业,启动了全域旅游项目建设。风光储微电网提升了海岛供电可靠性和用能清洁性,促进了渔业、文旅的融合发展。

近年来,微电网建设实践在福建多地铺开。宁德三都澳海域是全国最大的大黄鱼养殖基地,养殖面积上万亩。2020年6月,福建首个海上渔排风光储微电网示范项目在此投运。这是国网福建电力推进配网、微网融合发展的示范性项目,综合运用光伏发电、风力发电、储能、数字能源管理系统,可实时监测各能源子系统的运行情况,进行源网荷储优化协调控制、多种可再生能源互补和优化管控,实现海上渔排不间断供电。

“微电网让我们的海上渔排用上了清洁电,功率也从柴油发电机的10千瓦增加到了100千瓦,用电更充足可靠了。”宁德市官井洋大黄鱼养殖有限公司副总经理宋向国说。

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