中國儲能網(wǎng)訊：迎著錢塘江畔的徐徐微風，杭州錢塘多能互補零碳柔直示范區(qū)內(nèi)，6臺風力發(fā)電機輕快轉(zhuǎn)動。與此同時，示范區(qū)廠房、變電站屋頂?shù)墓夥逶陉柟庀抡凵涑鲆鄣墓?，風、光能經(jīng)過柔性換流閥匯聚起來，為園區(qū)內(nèi)“直流零碳小屋”亮燈。未來，這里還將接通氫電。
在寸土寸金的大都市城區(qū)，建設(shè)這樣一座示范園區(qū)，它能為城市電網(wǎng)發(fā)展帶來怎樣的助益？
帶著疑問，記者去實地探究一番，找到了這個示范工程的三個關(guān)鍵詞：可靠性、創(chuàng)新性、友好性。
提高電網(wǎng)可靠性
——年停電時間從14.81小時降低到0.86小時
6月22日，距離杭州錢塘多能互補零碳柔直示范園3公里外，吉利汽車錢塘生產(chǎn)基地里機器轟鳴。
示范工程所在的杭州臨江高科園，聚集著長安福特、西子航空、西子勢必銳等眾多高端制造企業(yè)，區(qū)域用能有著“高用電需求、高供電可靠需求、高減排壓力”的特征。與此同時，由于地處錢塘江入?？?，夏季頻繁受臺風“光顧”，區(qū)域電網(wǎng)經(jīng)常面臨極端天氣等自然環(huán)境考驗。
那如何保障大家用好電？
錢塘多能互補示范工程給出的解決方案是——打造一個“三足鼎立”的柔性直流“背靠背”供能網(wǎng)架，實現(xiàn)城市用電密集區(qū)域局部電網(wǎng)間“手拉手”互聯(lián)互濟。示范工程輻射范圍3個局部電網(wǎng)，在這里，分別由35千伏新灣變、110千伏長征變、110千伏臨欣變，作為各自的電源點，為500余家企業(yè)、近萬戶居民客戶供電。
示范工程在3個局部電源點的中間位置，通過網(wǎng)架連接，相當于在電網(wǎng)上安了一個“水龍頭”，讓3個電源點可以合環(huán)運行、互聯(lián)互供。當3個局域區(qū)域中的任何一個出現(xiàn)用電負荷緊張，另外兩個電源點馬上可以通過這個“龍頭”，為之提供電能補給。極端情況下，任何一方發(fā)生故障跳閘，另外兩方也將馬上響應(yīng)提供電能，實現(xiàn)故障情況下也不停電。
由此，該區(qū)域網(wǎng)格供電可靠性從99.831%提升至99.9902%，年化戶均停電時間由14.81小時縮減至0.86小時。
取得多項創(chuàng)新性成果
——數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)園區(qū)“零碳”用能
杭州錢塘多能互補零碳柔直示范園區(qū)自建設(shè)以來，取得日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎1項，立項IEEE標準1項，申請發(fā)明專利55項，發(fā)表SCI/EI論文76篇……
是什么讓一個體量不大、投資不大的項目如此碩果累累？
關(guān)鍵是創(chuàng)新。
先來看硬件。杭州錢塘多能互補零碳柔直示范園區(qū)是國家重點研發(fā)計劃《智能配電柔性多狀態(tài)開關(guān)技術(shù)、裝備及示范應(yīng)用》項目示范工程落地點，自2013年1月啟動以來，創(chuàng)新研制了柔性多狀態(tài)開關(guān)、區(qū)域保護控制裝置等4項全國首臺套設(shè)備，實現(xiàn)了多個關(guān)鍵裝備的“中國制造”，是國內(nèi)首個建成投運的中低壓直流配用電示范工程。
再來看軟件。數(shù)字化技術(shù)成為牽引新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵要素。
在杭州錢塘多能互補零碳示范園區(qū)里，數(shù)字化能量管理系統(tǒng)正在發(fā)揮作用。某天旁晚，系統(tǒng)界面顯示，光伏出力接近于0，風機仍在正常運行。這時，幾臺電動汽車駛?cè)雸@區(qū)進行充電，在1毫秒內(nèi)，系統(tǒng)自動判斷風、光新能源出力不能滿足充電負荷需求，隨即啟動碳排最優(yōu)策略，自動控制儲能發(fā)力，將前一天晚上儲存起來的風電釋放出來，補償新能源實時出力與電動汽車負荷的差值。如此一來，既不需要使用碳排因子較高的大電網(wǎng)電能，又實現(xiàn)供需平衡，以數(shù)字化電力調(diào)度手段實現(xiàn)園區(qū)零碳用能。
數(shù)字化能量管理系統(tǒng)
這套數(shù)字化能量管理系統(tǒng)就像園區(qū)微網(wǎng)系統(tǒng)的大腦，根據(jù)新能源特征和電網(wǎng)峰谷平特點，實現(xiàn)碳排放最優(yōu)化和經(jīng)濟運行。
提升能源系統(tǒng)友好性
——“照單全收”多種新能源提升輸電能效40%
錢塘江畔的徐徐微風，帶動6臺風力發(fā)電機葉片轉(zhuǎn)動，屋頂?shù)墓夥姲逶陉柟庀麻W耀，不久的將來，不遠處格力生產(chǎn)園區(qū)內(nèi)的制氫設(shè)備還將產(chǎn)生200標方每小時的氫氣能源。
而這個示范工程，因為柔性直流對各種新能源“萬能路由”友好接入的特性，將對這些風、光、氫等新能源無需轉(zhuǎn)換，“照單全收”。
近年來，風能、太陽能等新能源發(fā)展迅猛，這些新能源及其儲能裝置為直流電，必須通過雙向換流器才能實現(xiàn)轉(zhuǎn)換并網(wǎng)。而這些不同形態(tài)的能源，是如何被“馴服”在一起高效使用的呢？
杭州錢塘多能互補零碳柔直示范園｜丁豪 攝
“如果把電網(wǎng)比作一張輸送電力的‘路網(wǎng)’，那么柔性直流就像一輛行駛其中的‘超級貨車’。與交流和常規(guī)直流相比，它不用牽引、不挑道路，可隨時‘卸貨’、切換方向，更能把‘忽大忽小’的風電和光伏發(fā)電穩(wěn)妥送到你我家中，因此被稱為破解新能源消納難題的‘金鑰匙’?！眹W(wǎng)杭州供電公司副總工程師劉偉浩告訴記者。
示范園區(qū)采用直流配電網(wǎng)供電方式，新能源在接入和消納過程中，相比傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)可節(jié)省2次交直轉(zhuǎn)換的能量損耗。并且直流輸電還具有快速傳輸?shù)奶卣鳎M一步降低在傳送過程中的損耗，實現(xiàn)整體輸電過程中能耗效率提升近40%，讓新能源的利用既清潔又高效。
