中國儲能網(wǎng)訊：
實驗室簡介
國家電網(wǎng)有限公司寒地源網(wǎng)荷儲靈活運行與協(xié)調(diào)控制實驗室基于東北地區(qū)環(huán)境特點，攻關(guān)源網(wǎng)荷儲多層級靈活互濟運行和協(xié)調(diào)控制技術(shù)，助力增強保供電、保供熱、促消納能力。
實驗室成果展示
●牽頭承擔國家重點研發(fā)計劃項目5項、公司科技項目48項
●獲得國家科技進步獎二等獎1項、省部級科技進步獎13項
●獲得國家發(fā)明專利授權(quán)82項
●發(fā)表三大檢索論文91篇
●編制國家標準、行業(yè)標準及企業(yè)標準10余項
6月11日，在遼寧大連恒流儲能電站，國家電網(wǎng)有限公司寒地源網(wǎng)荷儲靈活運行與協(xié)調(diào)控制實驗室技術(shù)人員組織開展黑啟動模擬試驗，為后續(xù)正式試驗做準備。
實驗室設(shè)立在國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院，重點圍繞提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的電源改造及支撐電網(wǎng)技術(shù)、大容量可調(diào)節(jié)負荷與電網(wǎng)靈活互動控制技術(shù)、多類型新型儲能的分時分層協(xié)調(diào)控制技術(shù)等研究方向開展科技攻關(guān)，助力提升東北地區(qū)源網(wǎng)荷儲的協(xié)同互濟能力和能源利用效率。
攻關(guān)“電-熱”多級協(xié)調(diào)調(diào)控技術(shù)
提升電力系統(tǒng)靈活性與整體能效
遼寧地處東北，冬季寒冷，傳統(tǒng)火電機組多為熱電聯(lián)產(chǎn)機組。“以熱定電”的電熱耦合模式導(dǎo)致火電機組靈活性不足，存在火電機組出力無法下調(diào)、新能源消納難的問題。在實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的過程中，東北地區(qū)的火電機組亟須開展靈活性改造，為新能源消納讓出更多的空間。
截至4月末，依托國家重點研發(fā)計劃項目推出的火電機組“鍋爐-汽輪機”靈活性改造與“電-熱”一體化控制技術(shù)在華能營口熱電有限責任公司應(yīng)用滿三年。該公司策劃部節(jié)能專責徐世明說：“電廠應(yīng)用這項技術(shù)后，降低了發(fā)電機組的最小技術(shù)出力，實現(xiàn)機組在低額定負荷下的連續(xù)穩(wěn)定運行，獲得了可觀的輔助服務(wù)收益?！?
該項目由實驗室前身國網(wǎng)遼寧電力新能源仿真實驗室牽頭，聯(lián)合清華大學、華北電力大學、西安熱工院、中國電科院等18家高校、企業(yè)、研究院共同完成，于2022年4月22日通過驗收。
“火電機組改造后靈活性提升，但同時也導(dǎo)致機組調(diào)頻能力及綜合能效降低，該項目的目標就是解決這一問題?！边|寧電科院副院長、實驗室主任劉勁松介紹。為協(xié)同提升電力系統(tǒng)靈活性與整體能效，實驗室歷時5年，以“電-熱”多級協(xié)調(diào)調(diào)控為主線，構(gòu)建“網(wǎng)-廠-機-熱”四級協(xié)同調(diào)度架構(gòu)，實現(xiàn)單個機組在最低30%額定負荷下精準可控運行；研發(fā)多個機組間的“電-熱”協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，擴展了電廠出力可調(diào)整邊界；利用熱慣性將機組調(diào)節(jié)能力由固定轉(zhuǎn)為可變，實時更新調(diào)控系統(tǒng)中的機組可出力范圍，進一步提升新能源消納能力。
目前，該項目成果已在遼寧、新疆、甘肅等13個省份應(yīng)用。攻關(guān)團隊依托該項目獲得國家發(fā)明專利授權(quán)30項、軟件著作權(quán)授權(quán)4項，發(fā)表論文42篇，出版專著1部，編制標準2項。2023年，該項目獲得國家電網(wǎng)有限公司科學技術(shù)進步獎一等獎。
打造新能源與火力發(fā)電耦合系統(tǒng)
實現(xiàn)多方綜合效益最大化
近年來，新能源裝機容量持續(xù)增長，但火電仍是支撐電力系統(tǒng)靈活性的重要電源。2019年，實驗室牽頭一項國家重點研發(fā)計劃項目，研究高比例新能源與火力發(fā)電的集成耦合機制及協(xié)同控制方法，探索促進規(guī)模化新能源與火力發(fā)電協(xié)調(diào)發(fā)展的途徑。
實驗室打造新能源與火力發(fā)電耦合系統(tǒng)，部署協(xié)同控制、聯(lián)合優(yōu)化運營平臺，實現(xiàn)耦合系統(tǒng)快速調(diào)頻、靈活控制。隨后，該項目依托大連莊河電廠、三峽新能源大連莊河海上風電場、新農(nóng)光伏電站、永記光伏電站打造耦合系統(tǒng)示范工程，將火電、風電、光伏發(fā)電耦合后統(tǒng)一輸送給電網(wǎng)。耦合系統(tǒng)主站部署在國網(wǎng)遼寧電力調(diào)度控制中心，子站部署在相關(guān)火電廠、海上風電場和光伏電站，耦合點位于大連500千伏黃海變電站。今年2月4日，示范工程開展聯(lián)合調(diào)試。項目理論研究成果得到了驗證，耦合系統(tǒng)運行狀況良好。
大連莊河電廠生產(chǎn)技術(shù)部副主任高賀說：“火電機組與新能源機組耦合運行給火電企業(yè)帶來了新的效益增長點?！?
“風電與火電聯(lián)合送出使風電以更加平穩(wěn)可控的出力參與電力交易，進一步提升了海上風電的利用小時數(shù)?！比龒{新能源大連發(fā)電有限公司助理專業(yè)師宋宏亮評價參與示范工程給企業(yè)帶來的好處。
實驗室成員趙清松說：“示范工程驗證了火電與新能源發(fā)電耦合能夠提升電力系統(tǒng)的靈活性和新能源消納水平，實現(xiàn)電網(wǎng)、火電廠、新能源場站綜合效益最大化?！蹦壳?，該項目各項課題研究內(nèi)容已全部完成，年底進入驗收階段。
探索氫電綜合利用
助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)
氫能在能源存儲和利用中有巨大的應(yīng)用潛力，有助于提高電力系統(tǒng)的可靠性、靈活性，助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。自2022年以來，實驗室在氫能領(lǐng)域先后牽頭承擔了3項公司科技項目和2項國網(wǎng)遼寧電力科技項目，開展了電氫制充注一體站規(guī)劃設(shè)計、規(guī)?；娭茪浼簠f(xié)同規(guī)劃設(shè)計、電氫可逆轉(zhuǎn)換等研究。
實驗室成員戈陽陽是公司科技項目“基于電氫可逆轉(zhuǎn)換的電力應(yīng)急保供技術(shù)研究及示范驗證”的負責人。他介紹，近期實驗室依托氫電綜合利用技術(shù)研究平臺，針對電解水制氫裝置開展溫度對效率的影響、電流調(diào)節(jié)響應(yīng)速度、電壓適應(yīng)性、頻率適應(yīng)性、孤島運行性能等5項涉網(wǎng)性能測試，探索電解水制氫裝置大規(guī)模應(yīng)用于電網(wǎng)的可行性。氫電綜合利用技術(shù)研究平臺是實驗室為深入探索氫電綜合利用而打造的，具備開展大電網(wǎng)制氫、并網(wǎng)光伏發(fā)電制氫、光伏發(fā)電儲能聯(lián)合制氫等試驗的能力。
近年來，實驗室協(xié)助遼寧省能源局編制了《遼寧省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2025年）》；申請氫能領(lǐng)域國家發(fā)明專利授權(quán)16項；與中國電科院聯(lián)合申報了公司2024年氫能綜合利用領(lǐng)域原創(chuàng)技術(shù)策源地，并加入了中國電科院牽頭的電氫耦合技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體。
