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首个远海岛屿智能微电网到底“智”在哪?

导读: 对于远海岛屿来说,供电往往存在能源运输成本高、发电设备极易受腐蚀损坏、受面积所限不能建设大型发电厂房等技术难题,极大影响了海岛居民的正常生产生活,制约了海岛经济的发展。

智能微网通过对储能和分布式电源的联动调节,实现了光伏等清洁能源全额消纳。

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海南三沙永兴岛,这座由白色珊瑚贝壳沙堆积在礁平台上而形成的珊瑚岛,海水湛蓝,沙滩洁白,海鸟成群,绿树成荫,美丽风光令人向往。可因为它距离海南岛较远,只能靠小型发电机供电,经常会出现跳闸断电的情况,渔民储存海鲜的冰柜经常被烧坏,还给岛上环境带来了污染。

5月27日,由柴油发电、光伏、储能等多种能源互补的三沙永兴岛智能微电网建成,成为我国首个远海岛屿智能微电网,海岛从此有了可以和城市媲美的供电可靠性。

对于远海岛屿来说,供电往往存在能源运输成本高、发电设备极易受腐蚀损坏、受面积所限不能建设大型发电厂房等技术难题,极大影响了海岛居民的正常生产生活,制约了海岛经济的发展。

“智能微电网未建成前,永兴岛的供电存在能源浪费和环境污染、供电可靠性低、电能质量差的问题。随着智能微电网的顺利投运,永兴岛的供电能力提高了8倍,同时,微电网也可以实现光伏等清洁能源100%的优先利用,未来还可以实现波浪能、可移动电源等多种能源的灵活接入。”南方电网三沙供电局副局长叶世锋介绍说。

目前,在我国的一些偏远山区、海岛等远离城市的地方,仍然存在着一些未通电或者供电不稳定的“电力空白区”。如果采用传统电网供电的话成本很高,因此利用当地可再生能源发电,并配置储能系统的智能微电网成为解决这些地区供电问题比较合适的方案。

永兴岛智能微电网,“智能”在哪里?

叶世锋表示,这主要体现在三个方面:一是多级微网联合优化控制。通过对储能和分布式电源的联动调节,实现了清洁能源全额消纳。二是多能互补协调运行控制。通过微电网优化运行及能量管理技术,在不同运行工况下,实现多种能源发电、储能和负荷的优化管理和协调运行,最大限度减少石化能源发电设备运行和污染尾气排放。三是智能负荷与电网互动运行控制。通过微电网与多级可控用户负荷的智能互动技术,系统根据电力平衡情况及负荷优先级下发可控负荷切除指令,保证了电网安全稳定运行及重要负荷供电。

作为国家级电力技术领域的一项应用示范工程,三沙智能微电网能量管理系统历经三年的研究与实践。系统主站设立在永兴岛,可实现柴油发电机、光伏系统、储能系统、主子微网及海水淡化、充电桩等各类负荷数据的采集与监控。

为了确保可靠性,永兴岛微电网通过海底光纤与400多公里外的海南电力调度控制中心相连,在需要的时候,可以在海口来调控岛上的微电网,从而使岛上供电的可靠性提高。

与普通电网相比,智能微电网有什么特点?叶世锋表示,智能微电网“麻雀虽小,五脏俱全”。与大电网不同的是,智能微电网采用的电源一般都是分布式可再生能源,比如柴油发电、波浪能发电、风力发电、光伏发电等;可以对分布式能源进行就地消化、就地平衡,同时也可以与多级微电网进行能量交换保证系统实现节能、环保和经济运行。

“此外,智能微电网内部的控制和相关保护技术,和大电网相比有一些相应的区别。大电网主要是单向潮流、简单交互,从发电厂通过输电线路到用户,而微电网是内部的循环,所以是双向操作。用户和电网之间可以交换能量,是双向的流动,是主动交互,这是微电网和传统电网本质的区别,提高了能源使用效率。”叶世锋解释说。

三沙智能微电网能量管理系统自2017年试运行以来,供电可靠率、电压合格率、清洁能源消纳率都达到100%,年节约柴油量逾400吨,约合人民币200万元。未来,南方电网计划将含波浪能、光伏、储能等分布式电源模式的供电模式推广复制到同类型各岛礁供电,改善岛上生产生活用电水平。

“这只是一个开始,下一步,我们将把这种模式复制到其它海岛上去,同时加快建设波浪发电,还有利用发电余热进行制冷,更好满足海岛用能需求。”南方电网海南电网公司副总经理符永锋说。

来源:科技日报

作者:朱小刚 江东洲 刘昊

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