島嶼微電網(wǎng)變“外輸電”為“自發(fā)電”

近日，我國北方第一個(gè)島嶼微電網(wǎng)工程──山東煙臺長(cháng)島“分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制”工程通過(guò)國家發(fā)展改革委驗收，正式竣工投運，這是繼南方浙江舟山以外全國第二個(gè)島嶼微電網(wǎng)工程，被授予“國家物聯(lián)網(wǎng)重大應用示范工程”稱(chēng)號。它為未來(lái)微電網(wǎng)的規劃設計、電價(jià)計費和商業(yè)運行提供了范例和借鑒，同時(shí)為分布式電源工程設計、運行維護、運營(yíng)管理等問(wèn)題的工程化進(jìn)程提供了良好的科研基地。

山東電力相關(guān)負責人表示“通過(guò)這個(gè)項目，百姓可以享受到由風(fēng)能、光能轉變而來(lái)的穩定、優(yōu)質(zhì)、綠色的電能，告別完全依靠外部供電的歷史，逐步實(shí)現低碳排放、甚至零排放。對海島來(lái)說(shuō)，微電網(wǎng)可讓其實(shí)現從‘外輸電’到‘自發(fā)電’的轉變。”

形成自制系統，24小時(shí)不間斷供電

“分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制示范工程”

位于山東煙臺長(cháng)島縣砣磯島。砣磯島作為長(cháng)島北部5個(gè)島嶼之一，島內居民約5000人，是長(cháng)島縣居民最多的一個(gè)島。海島電網(wǎng)最大負荷約0.1萬(wàn)千瓦，島內建有35千伏變電站和1.2萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)。

為了探索為海島提供穩定電力的最佳途徑，來(lái)自國網(wǎng)山東電力的科學(xué)家、工程師結合當地的情況，研究設計獨立的“微電網(wǎng)”。在交通不便、嚴寒酷暑和海島氣候多變等諸多不利條件下，項目建設和研發(fā)團隊基于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在島內安裝了各類(lèi)傳感器2229只，建設了16千伏光伏發(fā)電系統、0.1萬(wàn)千瓦柴油發(fā)電系統、0.15萬(wàn)千瓦時(shí)混合儲能系統(由0.1萬(wàn)千瓦時(shí)磷酸鐵鋰電池系統、360千瓦時(shí)鉛酸電池系統以及500千瓦×15秒超級電容系統構成)等多種類(lèi)型的分布式電源，進(jìn)行了35千伏砣磯變電站改造，開(kāi)發(fā)了海島微電網(wǎng)能量協(xié)調優(yōu)化調度系統，攻克了微電網(wǎng)孤島系統頻率/電壓穩定控制、異步風(fēng)機改造、微電網(wǎng)并網(wǎng)/孤島平穩切換等一系列技術(shù)難題。

山東電科院首席專(zhuān)家孫樹(shù)敏表示“微電網(wǎng)的最大優(yōu)勢在于提高電力系統面臨突發(fā)災難時(shí)的抗災能力，當電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)時(shí)，微電網(wǎng)處于儲能預備狀態(tài)。當海底電纜受到外力破壞失電時(shí)，島上的微電網(wǎng)儲能系統可在電纜斷電瞬間快速建立島上電網(wǎng)電壓、穩定系統頻率，并自動(dòng)啟動(dòng)柴油發(fā)電機組，建立對島上風(fēng)力發(fā)電機的控制，建立穩定的電網(wǎng)電壓，形成海島電力自我控制、保護和管理的自制系統，以保證島內負荷的不間斷供電。有效解決海島地區用電難的問(wèn)題。”

實(shí)時(shí)控制調度，新能源發(fā)電超60%

該工程包括開(kāi)發(fā)建設微電網(wǎng)協(xié)調控制與調度系統，在砣磯島建設儲能系統，對北部五島現有柴油發(fā)電機組和電網(wǎng)進(jìn)行改造，建成具有分布式電源、負荷、儲能系統及能量轉換裝置、調控系統的微電網(wǎng)系統，以實(shí)現北部五島清潔能源并網(wǎng)控制和電網(wǎng)安全運行。

通過(guò)以上工程的建設，海島豐富的風(fēng)電資源有了送出通道。

孫樹(shù)敏說(shuō)“微電網(wǎng)在接納可再生能源、建設環(huán)境友好型社會(huì )等方面能夠發(fā)揮重要作用。當儲能系統快速釋放能量、柴油發(fā)電機組開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，該工程能通過(guò)微電網(wǎng)協(xié)調控制系統實(shí)時(shí)調節島內風(fēng)電出力和負荷需求，從而實(shí)現功率平衡和系統穩定。”

通過(guò)該工程，島上可再生能源發(fā)電的比例將超過(guò)60%，形成風(fēng)電、光伏發(fā)電、波浪能發(fā)電等多種可再生能源電源，燃氣輪機、儲能裝置快速調峰電源多種能源結構的新型電力交換系統。按照該工程建設前砣磯島電網(wǎng)年平均故障時(shí)間168小時(shí)、接入微電網(wǎng)2臺750千瓦風(fēng)電機組計算，該工程投運后將每年提升風(fēng)電消納25萬(wàn)千瓦時(shí)，按照2010年我國平均供電標準煤耗333克/千瓦時(shí)測算，每年可節約標煤83噸。

該工程還實(shí)現了海島電網(wǎng)并網(wǎng)與孤島雙模式可靠運行及平穩切換、分布式電源及微電網(wǎng)智能設備狀態(tài)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測、廣域氣象監測等功能，具備設備故障預警能力，提高了設備潛在故障預發(fā)現、預處理能力，人工巡查勞動(dòng)量降低40%，設備狀態(tài)檢修管理效率提升30%，節約了人力資源成本。