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锚定新型电力系统!国网山东电科院用“全国首次”再次证明了实力

   2021-07-21 中国电力报3430
核心提示:肯取势者可为人先,能谋势者必有所成”。“十四五”,“构建以新能源为主体的新型电力系统”的目标提出后,国网山东省电力公司电力科学研究院(以下简称“国网山东电科院”)锚定“新型电力系统”的建设,秉承“支撑为本、创新为魂”的发展理念,围绕“永创最好、走在前列”的发展目标,把握“科技强企、人才兴企、依法治企、文化育企”的发展主线,开启了一场技术攻坚之旅,目前终于用“全国首次”再次证明了实力,利用新能源消纳,为碳达峰、碳中和作出了贡献。
        近日,山东威海10个小区通过国网山东省电力公司源网荷储协同调度与控制平台参与电网的调度与控制,加快了电力系统向源网荷储协调互动模式的转变,提升了新能源发电消纳能力,对助力实现碳达峰、碳中和具有重要意义。这是一次新技术、新成果、新方式的巧妙应用,向未来新能源为主体的大电网功率平衡迈出了关键性的一步。

       目标明确,方向指明,前进的步伐自然就提速了。国网山东电科院始终致力于让调控能力更强,消纳能力更高的目标。当“山东省网源监督服务技术平台”“柔性中央空调负荷建模及精细化调控程序”等创新项目、科研成果呈现出来的时候,当全国首次万千瓦级别空气源热泵负荷省调侧直接调控试验成功的时候,所有的付出都是值得的。该项技术可以使万千瓦级空气源热泵负荷,在用户无感知的情况下,像火力发电一样大幅度调节功率,自动跟踪新能源出力的波动,不仅具备节能环保、安全可控、经济高效、智能友好的特点,还能显著节省电费。

       |直面挑战 保证电网安全|

       成功往往不是一蹴而就的。在失败中寻找胜利,最终能够到达成功的彼岸。早在2017年,国网山东电科院就开始了中央空调负荷直接调控试验,当时计划将此项技术运用到特高压交直流混联电网稳控切负荷控制系统中,但是由于受限于敷设光纤,成本过高,导致此项研究成果没有得以大规模应用。

       征途坎坷,国网山东电科院却勇往直前,无数次的创新尝试,铺就了走向成功的大道。

       2020年,东营供电公司与国网山东电科院合作,通过山东省电力公司调度中心对东营供电公司楼宇空调直接调控;

       2021年,德州、淄博、烟台供电公司与国网山东电科院合作,通过山东省电力公司调度中心对市县8座楼宇空调直接调控;

       未来将继续在山东其他100多家市、县公司推广应用……

       走过的每一步都算数。2016年开始调研,2017年项目立项。国网山东电科院在探索中,一步一步走向前方,在经过了多次的尝试和失败后,迎来了走向成功的曙光。

       随着通信技术的发展和成本的降低,国网山东电科院深刻地认识到调整负荷的控制方式将在电力系统功率平衡中发挥重要作用,需要一种调控控制手段对负荷直接进行无感知的调控,并使其参与到电力系统功率平衡中去。基于此,该院将此项试验首先应用于楼宇空调中,办公楼的中央空调就是“实战基地”之一。

       该项技术在楼宇空调中应用后,让风电、光伏发电不再“靠天吃饭”,将中央空调负荷打造成新能源发电的“储能罐”,即使关掉空调,也不会立刻变冷/变热,短时间内调整空调频率也不会对用户的用电感知(冷/热舒适度)造成明显的影响。

       |勇于革新 打造“高级插件”|

       没有最好只有更优。国家电网公司一直在努力打造坚强智能电网,发挥体制和市场优势,推进源网荷储协同互动。2020年,“山东省网源监督服务技术平台”的负荷聚合技术应运而生,该平台就像一个可移植、可复制的“高级插件”,代表着国网山东电科院该项技术取得了阶段性的胜利。

       这个“高级插件”可以安装在市、县公司和调控中心之间,当电网中的“高级插件”越来越多的时候,海量的中央空调负荷将为新能源消纳提供源源不断的“储能”支撑,这也是该平台的核心作用。该平台是山东电力公司以国网山东电科院、东营供电公司办公楼宇中央空调为试点,实现了山东省调侧对两家单位中央空调的精准柔性控制。
 
       当威海“精致电网”首个落地成果建设成功的时候,证明这个“高级插件”已经成功移植到了威海。预计供热成本将从每平方米20多元降低到每平方米16元左右。在威海试点中,全启、全停的状态下,此项技术能够支撑实现1万千瓦的负荷。

       厚积薄发,笃行致远。该项目的主创人员刘萌,早在硕博连读的学生时代就开始了此项研究。工作后,基于对大电网的安全考虑,与大电网的需求,工作后,他利用业余时间开展此项研究。经过10余年的研究之路,取得了卓越的成绩。这是该院科学家精神的真实写照,也是该院取得一项项成果的力量源泉。

       |致力精益 实现降本增效|

       数据是最有力的证明。试验数据显示,空气源热泵负荷接收全启、全停控制调控1小时,水温变化1~2摄氏度,用户几乎不会感受到室内温度的变化。空气源热泵负荷纳入全省电网的自动调节,充分利用电网峰谷电价差额,预计节省成本10%左右,未来参与辅助服务市场运营将会有更大的盈利空间,更经济、高效地满足用户供暖需求。

       在成果中善于做加法,才能将梦想照进现实。国网山东电科院历经多年产学研用合作攻关,突破了中央空调负荷精准建模和柔性调控等关键技术,理论成果丰硕,发表SCI/EI/中文核心检索论文20余篇,申请发明专利10余项,曾获得中国电力企业联合会2019年度电力职工技术创新奖一等奖等奖项。其中,柔性中央空调负荷建模及精细化调控程序方面达到国际领先水平。国网山东电科院多年的柔性负荷控制技术研究成果有了大规模的落地应用。

       面对成绩,前进的脚步并未停歇。2020年,《电力现货市场情境下的源网荷储协调互动技术研究及应用》项目立项。2021年,《分散式储能型可控负荷优化调度与控制技术研究及应用》项目立项。国网山东电科院在新能源消纳的路上,始终勇攀技术的“珠峰”,用闪亮的科研成果,擦亮了技术支撑的品牌。

       面对电网安全、功率平衡的能源需求,国网山东电科院助力全国首次万千瓦级别空气源热泵负荷的直接调控的规模将越来越大,后续将继续扩大中央空调的调控范围。该院将深入研究与电网能源的互动,提升大电网的短时功率平衡能力,促进风电、光伏等可再生能源的消纳利用,实现多方资源最大化、最高效利用,用实际行动助力实现双碳目标。

 
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