今年,國家電網公司深入貫徹國家能源安全新戰略,提出建設“具有中國特色國際領先的能源互聯網企業”的戰略新目標,奮力開啟企業發展新征程。
配電網是能源互聯網的重要組成部分。近年來,我國配電網建設投資持續增大,取得了顯著成效。截至2019年底,全國電網鋪設線路總長度達到563萬公里,10千伏用戶總容量達到37萬兆伏安,10千伏線路總長度達到487萬公里,10千伏電纜總長度超過86萬公里,全口徑供電可靠性達到99.9548%。
然而,隨著大規模分布式電源及電動汽車充電樁等多樣性負荷的接入,傳統配電網面臨著短路電流增大、清潔能源消納能力不足、能效水平降低、潮流控制和電能質量控制難度增加等諸多挑戰。
面對這些挑戰,國網江蘇電力采用數字化、網絡化、智能化等先進技術為傳統配電網賦能、賦智,建設能夠“智能感知、主動適配、自愈自治”的主動配電網,推動構建清潔低碳、安全可靠的能源體系。
為什么會在蘇州建設主動配電網?
2016年,國家電網公司、國網江蘇省電力有限公司分別與蘇州市政府簽署戰略合作協議,共同建設國際能源變革發展典范城市。根據協議,將在蘇州建設主動配電網綜合示范區,為解決分布式能源大規模接入、多元化電力負荷的互動參與問題提供思路與示范。
2017年3月,蘇州市被國家電網公司確定為世界一流城市配電網建設的十個試點城市之一。因此,蘇州主動承擔起主動配電網技術應用先行先試的任務。同時,隨著電網規模的不斷擴大及清潔能源發電的快速增長,蘇州也亟需建設更加智能的主動配電網,來滿足未來發展需要,逐步打造數字化、網絡化、智能化城市配電網樣板。
2018年3月,國網蘇州供電公司開展主動配電網綜合示范工程建設,2018年10月10日,項目順利投運,建成全國規模最大的主動配電網綜合示范區。
蘇州主動配電網的建設思路是什么?
首先,什么是主動配電網?根據國際大電網會議的定義:主動配電網指可以綜合控制分布式能源的配電網,可以使用靈活網絡實現潮流有效管理,分布式能源在其滿足監管和接入準則基礎上承擔對系統一定的支撐作用。
根據蘇州電網和用能特點,國網蘇州供電公司提出了六個主動建設思路:主動規劃是基本前提,主動感知是核心功能,主動控制是重要手段,主動響應是指可控負荷根據控制指令主動響應電網側需求,實現能源的高效利用,主動參與是指可控資源根據控制指令主動參與其輸出功率的平滑調節,提高電網對分布式能源的容納能力。主動服務是創新理念。
蘇州開展了哪些子示范項目建設?
2018年以來,國網蘇州供電公司在環金雞湖(安全可靠供電示范區)、2.5產業園(綠色高效供電示范區)和蘇虹路(優質經濟供電示范區)3個區域以“主動規劃、主動感知、主動控制、主動響應、主動參與、主動服務”為建設思路,開展了高可靠性配電網應用示范工程、基于“即插即用”技術的主動配電網規劃應用示范工程、基于柔性直流互聯的交直流混合主動配電網技術應用示范工程、適應主動配電網的網源荷(儲)協調控制技術應用示范工程、高電能質量配電網應用示范工程等5個子項目的示范建設,有效提高了區域供電可靠率和清潔能源的接入規模。據了解,項目每年可減少環境污染相當于減少燃煤1577噸。
近年來,蘇州主動配電網示范項目多項自主創新核心技術持續保持國際領先,目前已成為全球主動配電網領域的典范和標桿工程,具有廣泛的國際影響力。
綠色高效示范區位于蘇州2.5產業園,這一區域的特征是負荷增長快速,新能源發展快速,但同時園區無法充分利用分布式電源、多樣性負荷、儲能在配電網中的積極作用,造成了資源的浪費。對此,國網蘇州供電公司在2.5 產業園通過建設“即插即用”接口工程、柔性直流互聯工程、網源荷(儲)協調控制系統工程,實現了源端接入、網端互聯及區域的總體協調控制。
以往,如果將新能源接入配電網,用戶需要各自申請并網,類似于一對一的讀卡器,缺乏統一的標準,存在配電網無法識別出新能源數據并優化控制的問題。國網蘇州供電公司開展基于即插即用技術的主動配電網規劃應用示范工程建設,將即插即用接口在園區內集中布置,就像電網公司給全社會提供了一個“萬能讀卡器”,不管是不同類型的設備,還是不同類型的接口,都可以靈活接入其中。
傳統配電網中,特定區域的供電容量是固定的,當該區域用電量激增,超過供電容量后必須通過增設變壓器、配電房等方式來滿足用戶的電力需求。開展基于柔性直流互聯的交直流混合主動配電網技術應用示范工程建設,能夠實現相鄰區域的電力連接,達到電能共享,相當于將相鄰區域多余的電量轉移到缺電區域,緩解電力短缺問題。
園區建有大量分布式電源系統,亟需解決分布式電源波動性和間隙性引起電網供電可靠性降低的問題。建設網源荷(儲)協調控制系統,通過全局智能優化算法得出功率全局優化控制策略,提高電網對分布式電源的消納能力。通過調節可控負荷和儲能,提高谷時用電;降低峰時用電,降低負荷用電峰谷差。
通過以上三種技術,在蘇州2.5產業園,配電網外部輸入潮流控制比例達到50%,清潔能源滲透率達到50%;配電網網損降低3%,多能互補系統能源綜合使用效率提升10%以上。
近年來,國網江蘇電力始終堅持創新驅動,大力實施科技創新,在蘇州先后實施了城區用戶與電網友好互動示范工程、電力電子變壓器、直流配用電系統等3項國家重點研發計劃項目,建成國內首套大規模源網荷儲友好互動系統、國內最大主動配電網、全球單體規模最大電網側儲能電站,形成了良好的創新態勢。未來,國網江蘇電力將對照“新跨越行動計劃”,拿出更有力的創新措施,爭當科技創新工作排頭兵。