广州南沙智能微电网:恢复供电只需50毫秒

2018-08-22 08:46来源:中国能源报  作者:吕银玲

  南方电网公司广州供电局高可靠性智能低碳微电网项目日前在广州市南沙区投运。该项目系南方电网公司唯一入选的国家能源局首批新能源微电网示范项目,同时入围了中美智能电网第二阶段微电网技术国际合作项目。“高可靠性智能低碳”的微电网究竟是什么?具有什么特点?我国微电网产业处于何种水平?
 
  高效应对大电网故障
 
  2015年10月4日,台风“彩虹”突袭广东,造成广州500千伏广南变电站全站失压,广州全市近百万市民用电受到影响。尽管通过全力抢修,居民用电得到快速恢复,但这场自然灾害依然暴露出电网在极端天气下脆弱的一面。
 
  在极端天气情况下,在大电网以外能不能以其它方式保障高可靠供电?广州供电局高可靠性智能低碳微电网项目经理李涛表示,“建设微电网是一个选择。在大电网发生故障的极端情况下,迅速转成微电网模式,能够保障供电可靠性。”
 
  为此,广州供电局在广州市南沙区开展了高可靠性智能低碳微电网项目示范,并于今年3月试运行,8月初投运。
 
  南沙是国家新区、自贸试验区和粤港澳大湾区综合服务功能核心区,同时处于台风等自然灾害多发区域,对供电可靠性和供电质量要求很高。“我们选址南沙就是为了探索如何在自然灾害等极端天气情况下仍能保障重要用户的不间断供电,并在灾后通过黑启动快速恢复重要负荷供电。”广州供电局计划发展部副主任王珂说。
 
  据介绍,南沙高可靠性智能低碳微电网有一套强大的自动控制系统,当检测到外电网发生故障,就会自动由外电网切换为微电网供电。作为典型的并网型新能源微电网,它能够实现50毫秒内非计划性并网转孤网无缝切换、四种并网/孤网运行方式(并网模式、孤网模式、并转孤、孤转并)智能切换、孤网运行一周、黑启动等核心目标。
 
  此外,该项目可满足用户个性化、定制化的能源消费需求,提炼可推广的商业模式,将使智能电网的建设深度和内涵更进一步。
 
  可靠、智能、低碳
 
  据了解,高可靠性、智能、低碳是南沙微电网项目的显著特点。
 
  “高可靠性”主要在于“快”,能够实现10千伏电压等级的并网转孤网的无缝切换。“有些微电网可以实现计划性的并转孤切换,即按照预先设定的计划进行手动切换。而南沙项目完全可以做到非计划性,即在外电网发生故障时可以自动做到无缝切换。”李涛向记者解释。
 
  为此,该项目10千伏并网开关采用了分断时间小于10毫秒真空永磁断路器,当外系统发生故障时,并网点控制器快速检测故障、断开并网点开关,同时由储能系统完成并离网模式转换。整个并离网切换过程时间小于50毫秒。
 
  除了保障供电,促进新能源消纳也是该微电网项目的作用之一。采用屋顶光伏系统、动力电池储能系统、天然气分布式发电(项目二期)等绿色清洁能源,实现重要负荷100%清洁能源就近消纳,低碳环保。
 
  “光伏就建在负荷端,发了多少电都能就地消纳。”李涛说,“同时,针对退役电池采用网络拓扑动态重构技术,提升退役动力电池储能系统的电池循环寿命和系统效率。电动大巴上退役的电池,在车上不能用了,但还可以再次利用到微电网的储能里。”
 
  “5年内市场规模有望达千亿元”
 
  王珂介绍,目前我国微电网仍以技术研究和工程示范为主,从“十二五”规划开始,国家发改委、国家能源局不断出台微电网建设和指导文件。南沙高可靠性低碳微电网项目正是2017年5月国家发改委、国家能源局批复的首批28项新能源微电网示范项目之一。
 
  自试运行以来,该项目运行情况良好。同时,南沙微网能量管理系统采用模块化设计,兼容不同应用场景下的微网子系统接入,便于远期扩展和应用推广。
 
  “微电网作为整个电网系统的一部分和重要补充,具有灵活性高、安全性高等特征,可有效提高电网的抗灾害打击能力,保证网内电力供应的安全性,可有效解决风、光等清洁能源并网问题。”王珂说,“因此,我国微电网具有广阔的市场需求,未来随着微电网政策的逐步完善,技术水平的提高,将实现从示范阶段到产业化阶段发展的过渡。预计未来5到10年,微电网的市场规模、地区分布和应用场所分布都将会发生显著变化,其市场规模有望在5年内达千亿元。”
 
  据悉,南沙微网示范项目已入选中美智能电网第二阶段微电网国际合作项目,目前已完成不同应用场景的并网型和独立型微电网标准化架构设计,下一步将开展中美微电网技术标准对标、开发微电网标准化设计和决策支持工具、分析微网商业模式,推动两国微电网标准化设计和工程示范,促进微电网推广应用。
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