中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月30日，我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)海上風(fēng)電研究與試驗(yàn)檢測(cè)基地（以下簡(jiǎn)稱“海上風(fēng)電試驗(yàn)基地”）150米級(jí)葉片試驗(yàn)平臺(tái)順利完成土建交安。目前，平臺(tái)已進(jìn)入設(shè)備安裝調(diào)試階段。
今年的政府工作報(bào)告提出，加快建設(shè)“沙戈荒”新能源基地，發(fā)展海上風(fēng)電，統(tǒng)籌就地消納和外送通道建設(shè)。國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，加強(qiáng)新能源消納利用與電網(wǎng)穩(wěn)定控制等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，支撐新能源大規(guī)模高比例并網(wǎng)、高水平消納，推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
建設(shè)試驗(yàn)基地
海上風(fēng)電試驗(yàn)基地位于福建省福清市江陰產(chǎn)業(yè)園，是國(guó)家“十四五”規(guī)劃重大項(xiàng)目，于2023年12月1日開工建設(shè)。該基地包括陸上檢測(cè)中心和試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)兩部分。陸上檢測(cè)中心主要建設(shè)傳動(dòng)鏈平臺(tái)和150米級(jí)葉片試驗(yàn)平臺(tái)，試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)6個(gè)陸上試驗(yàn)機(jī)位和20~40個(gè)海上試驗(yàn)機(jī)位，首批20個(gè)海上試驗(yàn)機(jī)位選址于長(zhǎng)樂外海區(qū)。
“海上風(fēng)電試驗(yàn)基地的建設(shè)，對(duì)突破海上風(fēng)電關(guān)鍵核心技術(shù)具有重要的基礎(chǔ)作用和示范效應(yīng)，將進(jìn)一步提升中國(guó)風(fēng)電技術(shù)水平和裝備制造能力，推動(dòng)海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)升級(jí)，助力實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)?！眹?guó)網(wǎng)福建電力科技部主任方日升表示。
憑借獨(dú)特的海上風(fēng)電資源優(yōu)勢(shì)，近年來，福建海上風(fēng)力發(fā)電實(shí)現(xiàn)躍升式發(fā)展。截至2024年年底，海上風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)381.8萬千瓦，占總裝機(jī)容量的4.25%，風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)已連續(xù)12年位居全國(guó)第一。預(yù)計(jì)到“十四五”末，福建海上風(fēng)電裝機(jī)容量將超過400萬千瓦。
隨著海上風(fēng)電接入福建電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，發(fā)電側(cè)的間歇性和波動(dòng)性等特性明顯，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和供需平衡帶來挑戰(zhàn)。國(guó)網(wǎng)福建電力建設(shè)海上風(fēng)電試驗(yàn)基地，規(guī)范開展并網(wǎng)前各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)，提升風(fēng)電機(jī)組性能質(zhì)量和并網(wǎng)友好水平，將為大規(guī)模風(fēng)電接入情況下的電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提供保障。
據(jù)悉，2024年12月，陸上檢測(cè)中心傳動(dòng)鏈平臺(tái)建成投運(yùn)，是國(guó)際技術(shù)水平最先進(jìn)、測(cè)試能力最全面的風(fēng)電機(jī)組地面試驗(yàn)平臺(tái)，可開展25兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組全工況模擬試驗(yàn)。建設(shè)中的150米葉片試驗(yàn)平臺(tái)，可進(jìn)行世界上最長(zhǎng)尺寸的海上風(fēng)電葉片疲勞試驗(yàn)與靜態(tài)載荷試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)芰?、試?yàn)效果、設(shè)備效率均優(yōu)于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)。
升級(jí)技術(shù)裝備
從福清興化灣碼頭出海，放眼望去，一排排海上風(fēng)機(jī)在藍(lán)天白云下整齊列陣，直徑百余米的風(fēng)機(jī)葉輪迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，將海風(fēng)轉(zhuǎn)換為清潔電能。福建省風(fēng)能資源豐富。目前，福建已形成海上風(fēng)電全產(chǎn)業(yè)鏈基地，并且不斷刷新全球海上風(fēng)電裝備制造的新紀(jì)錄。全球首臺(tái)16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組已在福建成功并網(wǎng)發(fā)電。
風(fēng)電等清潔能源大規(guī)模發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出更高要求。國(guó)網(wǎng)福建電力推進(jìn)新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)，大力實(shí)施新型電力系統(tǒng)科技攻關(guān)行動(dòng)，在海上風(fēng)電送出與消納等領(lǐng)域輸出一批成果，服務(wù)新能源高質(zhì)量發(fā)展。
2024年5月10日，在中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)召開的“大容量海上風(fēng)電機(jī)組全工況模擬及并網(wǎng)試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)和裝備”項(xiàng)目技術(shù)評(píng)審會(huì)上，由福建電力科學(xué)研究院牽頭完成的課題核心技術(shù)方案——《電網(wǎng)模擬功能控制在環(huán)仿真驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案》通過專家委員會(huì)評(píng)審。該方案重點(diǎn)研究10萬千伏安級(jí)大容量電網(wǎng)模擬裝置拓?fù)浼翱刂品椒?，?shí)現(xiàn)海上風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)點(diǎn)故障（擾動(dòng)）的寬頻動(dòng)態(tài)模擬，從而支撐2萬千瓦級(jí)大容量海上風(fēng)電機(jī)組開展示范性地面等效試驗(yàn)，為海上風(fēng)電試驗(yàn)基地建設(shè)運(yùn)行提供技術(shù)支撐。
2024年7月31日，由國(guó)網(wǎng)福建電力和北京科技大學(xué)聯(lián)合建設(shè)的國(guó)家材料腐蝕與防護(hù)科學(xué)數(shù)據(jù)中心海上風(fēng)電分中心在福建福州揭牌。
海上風(fēng)電分中心依托福建豐富的海上風(fēng)電資源，重點(diǎn)圍繞海上風(fēng)電腐蝕數(shù)據(jù)資源收集與服務(wù)能力、腐蝕試驗(yàn)站點(diǎn)及聯(lián)網(wǎng)觀測(cè)能力、數(shù)據(jù)信息資源標(biāo)準(zhǔn)化及質(zhì)量體系、數(shù)據(jù)分析挖掘工具與數(shù)據(jù)產(chǎn)品研制、數(shù)據(jù)資源開放及共享服務(wù)五大方面推動(dòng)建設(shè)。該中心致力于建立500個(gè)以上的海上風(fēng)電環(huán)境腐蝕野外觀測(cè)點(diǎn)，形成覆蓋全國(guó)海上風(fēng)電場(chǎng)的海上風(fēng)電腐蝕與設(shè)備安全監(jiān)測(cè)體系，進(jìn)一步填補(bǔ)國(guó)家海上風(fēng)電腐蝕站目前在海上風(fēng)電觀測(cè)領(lǐng)域的空白。
創(chuàng)新場(chǎng)景應(yīng)用
作為保障海上風(fēng)電消納的有效手段，儲(chǔ)能被稱為風(fēng)電的“黃金搭檔”，可以彌補(bǔ)風(fēng)電間歇性供電的短板，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
2024年11月13日，福建寧德漁洋里儲(chǔ)能電站二期工程建成投運(yùn)，并完成主要涉網(wǎng)試驗(yàn)。電站內(nèi)，594個(gè)大小不一的電池柜分區(qū)域整齊排列。
以往，儲(chǔ)能系統(tǒng)普遍采用低壓集中式架構(gòu)技術(shù)路線，由大量電池單體通過串聯(lián)、并聯(lián)結(jié)合的方式，輸出直流電壓，隨后經(jīng)過功率逆變器轉(zhuǎn)換成交流電，再借助工頻變壓器完成升壓后接入電網(wǎng)。這種方案不僅系統(tǒng)復(fù)雜程度高，增加能量損失，且存在并聯(lián)環(huán)流等風(fēng)險(xiǎn)。
為了突破這些限制，福建電科學(xué)院儲(chǔ)能攻關(guān)團(tuán)隊(duì)與寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)了高壓直流直掛儲(chǔ)能技術(shù)，省去變壓器，僅通過模塊級(jí)聯(lián)便可提升儲(chǔ)能系統(tǒng)電壓，直接掛網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)百毫秒內(nèi)響應(yīng)電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，緩解新能源電源并網(wǎng)帶來的功率隨機(jī)波動(dòng)、間歇沖擊等問題。“擺脫變壓器的限制后，儲(chǔ)能電站的能量轉(zhuǎn)換效率可從85%提升至90%以上，電能利用率更高?！睂幍聲r(shí)代儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)中心主任余東旭介紹。而且，該技術(shù)采用閥廳布置，與低壓儲(chǔ)能的集裝箱布置方式相比，占地面積可減少70%以上。
從“靠海吃海”到“向海馭風(fēng)”，在福建，更多新型電力系統(tǒng)創(chuàng)新場(chǎng)景正在涌現(xiàn)，更多的技術(shù)創(chuàng)新成果將“乘風(fēng)破浪”。
