福建海岸線長度位居全國第二,島嶼眾多。近年來,國網福建省電力有限公司結合省內用電特點和產業發展需求,開展新型電力系統建設實踐,在西洋島、三都澳等地建設風光儲微電網示范項目,提升供電可靠性,服務地方特色產業高質量發展。
從福建省霞浦縣西洋島山頂放眼望去,巨大的白色風機葉片緩緩轉動,光伏板熠熠生輝,與周圍的山林草甸、蔚藍大海、礁石懸崖構成了一幅美麗畫卷。
近年來,國網福建省電力有限公司結合海島產業發展需求,建成省級新型電力系統示范工程——西洋島風光儲協同的弱聯型微電網,實現風電、光伏發電等新能源電量100%消納,保障海島用能清潔可靠。
源荷儲協同 建成風光儲微電網
西洋島位于福建省東北部,面積8.2平方千米,距陸地約11千米,是霞浦縣海島鄉鄉政府所在地,常住人口3000余人。全島電網通過一條海纜與陸地電網相連。西洋島附近海域漁船較多,漁船拋錨和拖網作業容易引發海纜故障,而搶修海纜耗時耗力。
“海纜搶修期間,我們會運送柴油發電機上島保障民生用電,但發電機噪聲很大,影響居民正常生活。”霞浦縣供電公司下滸中心供電所所長楊思群介紹。
西洋島上風、光資源豐富。2021年11月,國網福建電力在島上安裝了3臺2000千瓦風機、1000千瓦電化學儲能裝置和20.74千瓦光伏發電板。它們組成了福建首個具備“零碳”示范運行能力的弱聯型微電網。該項目創新應用了新一代電池預制艙、構網型儲能變流器、孤島自平衡控制技術、風荷儲功率協同優化等關鍵設備核心技術,率先采用無就地主站的配網微網協同運行控制模式,打造了安全、經濟、可靠、綠色的微電網運行控制案例,降低了全島對海纜供電的依賴,提升了海島供電可靠性。
“當光伏發電和風電足夠島上使用時,多余的電量會被送入大電網;當電力不足時,則由大電網供電,雙向調節、靈活平衡。”霞浦縣供電公司西洋島服務站站長王智海介紹。
“一鍵黑啟動” 海島用電更可靠
6月22日上午,西洋島海底電纜發生故障,霞浦縣供電公司隨即派員工前往搶修海纜。福建電力科學研究院技術人員在得知故障消息后迅速響應,通過遠程技術支撐,成功實現西洋島負荷黑啟動,并通過儲能裝置和風電機組的協同運行,在海纜搶修期間以100%新能源發電為島上居民提供了連續電力供應。
風光儲微電網投運后,通常情況下,微電網與大電網互為補充,為島上用電提供雙重保障。但當海纜發生故障時,微電網會快速切換到孤網模式,通過儲能裝置帶動全島配電變壓器零起升壓,實現負荷黑啟動,保障微電網安全運行。
福建電科院新能源涉網運行技術專責曾志杰介紹:“微電網要成功黑啟動,實現系統穩定離網長時間運行,需要解決微網暫態抗沖擊能力提升、穩態電力電量雙平衡等技術難題。”2022年年初,福建電科院在實驗室構建了微電網技術驗證平臺,進行微電網并網、離網、黑啟動、并離網切換等各類運行場景的實時仿真,開展微電網關鍵控制策略技術攻關與技術驗證。
此外,島上的儲能容量配置相對較小,難以帶動全島的負荷黑啟動,亟須科學設計源荷儲的運行模式。經過持續的技術攻關與策略調整,黑啟動運行策略得以確定:先啟動儲能系統建立電壓,恢復島上重要負荷供電,再恢復風機、光伏設備發電,逐步恢復全島負荷。2022年5月,西洋島微電網完成黑啟動及孤網100%新能源供電3小時試運行。
“今年,我們將運用5G、電力載波通信等技術對島上的電力設備進行自動化升級,實現微電網分鐘級的‘一鍵黑啟動’。在海纜發生故障時,全島復電時間將進一步縮短至分鐘級。”曾志杰介紹。
推廣微電網建設 助推產業發展
霞浦縣海帶產業發達,西洋島上的煙臺村幾乎家家戶戶種植海帶。
2022年以前,島上沒有海帶加工廠,村民們在收割海帶后,有的靠手工就地晾曬,有的將海帶運到外地售賣,但賣不上好價錢。風光儲微電網投運后,充分滿足了海帶產業用電需求,島上建起了海帶加工廠,帶動了村民在家門口就業。
如今,西洋島形成了集水產品捕撈養殖、加工貿易及物流于一體的現代化海洋漁業,啟動了全域旅游項目建設。風光儲微電網提升了海島供電可靠性和用能清潔性,促進了漁業、文旅的融合發展。
近年來,微電網建設實踐在福建多地鋪開。寧德三都澳海域是全國最大的大黃魚養殖基地,養殖面積上萬畝。2020年6月,福建首個海上漁排風光儲微電網示范項目在此投運。這是國網福建電力推進配網、微網融合發展的示范性項目,綜合運用光伏發電、風力發電、儲能、數字能源管理系統,可實時監測各能源子系統的運行情況,進行源網荷儲優化協調控制、多種可再生能源互補和優化管控,實現海上漁排不間斷供電。
“微電網讓我們的海上漁排用上了清潔電,功率也從柴油發電機的10千瓦增加到了100千瓦,用電更充足可靠了。”寧德市官井洋大黃魚養殖有限公司副總經理宋向國說。(雷美容 王忠平 郭清梅)
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