海宁尖山新区，位于浙江省嘉兴市最南端，东邻杭州湾，是钱塘江潮涌的起潮之地，具有丰富的风光资源。作为在全国率先响应“源网荷储一体化示范区”建设的县市，海宁积极响应新型电力系统构建，致力打造源网荷储协调发展、清洁能源高效利用的新格局。 近日，国网海宁供电公司正在配合浙江电力调度控制中心，开展浙江省高弹性电网智慧调度平台与海宁尖山源网荷储协调控制系统的联调试验，实现海宁尖山示范区内储能、可中断负荷等灵活性资源参与电网实时友好互动。 这套源网荷储协调控制系统由南瑞集团承建。该系统自6月30日正式上线运行以来，在示范区光伏发电量100%全消纳的基础上，实现了高密度新能源就地消纳，配网就地消纳率提升8%以上。 海宁尖山源网荷储协调控制系统界面 近年来，嘉兴地区新兴产业蓬勃发展，分布式清洁能源并网规模持续扩大，电动汽车、5G信号站等新型用电设施迅猛增长，给电网安全稳定运行带来新的挑战，也为开展源网荷储一体化示范建设提供了契机。源网荷储一体化是一种包含“电源、电网、负荷、储能”整体解决方案的运营模式，通过精准控制可中断用电负荷和储能资源，解决清洁能源消纳过程中电网波动性大等问题。 南瑞集团项目团队直面挑战，从源、网、荷、储四个维度出发，完成海宁尖山源网荷储协调控制系统、尖山体育馆直流环供的低压配电网，以及尖山汽车站和体育馆充电站建设，支撑国网浙江电力在海宁尖山新区打造具有高承载、高互动、高自愈、高效能四大核心能力的多元融合高弹性配电网发展样板。 一张高弹性电网 支撑一体化运行 高弹性电网是应用“大云物移智链”等先进技术，释放电网潜力，丰富调剂手段，在提升电网安全水平的同时，提升电网运行效率。高弹性电网建设是源网荷储实现一体化运行控制的核心环节。 南瑞集团以海宁尖山为样本，构建高弹性配电网规划典型模板，承建的海宁尖山源网荷储协调控制系统作为该模板的核心环节，可实现对分布式电源、配电网设备、可中断负荷、可调节负荷、智慧楼宇、电动汽车、储能电站等“源网荷储”四侧共15类资源进行统一调控，搭建一张海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的高弹性电网。 源侧资源——唤醒绿色能源、提升电能质量 尖山新区是浙江省分布式光伏等新能源起步最早、密度最高的区域之一。在尖山，大型屋顶光伏几乎随处可见。2020年，尖山新区人均光伏容量9.7千瓦，是全省人均水平的40多倍。如何充分唤醒这些绿色能源、提升电能质量，是构建源网荷储协调控制系统亟待解决的问题。 南瑞集团项目组仔细梳理尖山区域分布式光伏发电基本信息，结合源网荷储协同优化规划研究成果，明确变电站、配电线路、台区接入的光伏发电互动规模需求，推进分布式光伏并网装置改造，接入系统接受电网统一管理。升级分层分区多级协调控制策略，实现分布式光伏的灵活调控与协同管理。通过以上举措，有效扩大了尖山新区分布式电源可调可控规模，引导电源企业参与调峰调频等辅助服务，推动源随荷动转向源荷互动，解决了供需不平衡引起的电能质量问题，有效提升了分布式能源接纳能力。 以海宁尖山新区黄湾镇的一家企业为例，该企业早在2016年就开始使用屋顶光伏发电装置，目前装机容量为5.9兆瓦。以前光伏发电总量和质量都得看老天爷脸色，现在在源网荷储协调控制系统的管理下，光伏发电可实现百分百消纳，电能质量也大大提高，该企业每年发电量在500万千瓦时左右，可节约用电成本500万元。 荷侧资源——能源按需分配、精准邀约 南瑞集团结合当地用电需求研发的源网荷储协调控制系统，能够支撑“网上国网”APP资源高效响应用户需求。尖山地区需求响应平台数据接入源网荷储协调控制系统后，系统可预测用户未来有限时域内负荷，对该区域需求响应负荷再分配，实现精准邀约，最快可在1分钟内完成用户侧需求响应情况调查和响应协议签订。从而增强电网应急调节能力，引入市场化响应机制，引导电力用户在约定时间内短时优化用电负荷，有效实现削峰填谷，缓解电力供需矛盾。 “为满足用电高峰需求，电源侧、电网侧只能紧跟最高负荷，提高最大供电能力。但'尖峰时刻’毕竟是极少数，2020年浙江最高负荷95%以上尖峰负荷累计时间为27小时，为保障这27小时的供电质量，需要数台百万千瓦的发电机组时刻以'战斗力满级’的状态待命，显然不够经济。”南瑞集团工程人员孙厚涛正在调试系统控制策略。据孙厚涛介绍，通过源荷互动技术，可以把商业楼宇、大型数据中心和居民用户等潜在的负荷侧资源唤醒，把尖峰时刻的用电需求“腾挪”到“低谷”时段。这样一来，负荷曲线将相对平稳，降负荷而不少用电，能源利用效率将大大提升。 配电公司工程人员孙厚涛在调试直流配电系统协调控制装置 储侧资源——与大电网供需互动 10月28日上午9时，正值用电负荷高峰，海宁尖山汽车站内，几辆不同类型的新能源汽车正通过V2G充放电机，将电能反向回馈至电网。南瑞集团在该站布置了1套600kW分体式群充群控V2G充放电机，配套建设了直流负荷、直流变压装置，以及直流充电站群充群控系统。 当前，V2G充放电桩多为常规单体式，其输出功率不能动态分配，无法同时实现快、慢速充放电功能。南瑞集团研发的600kW分体式群充群控V2G充放电机，只需一台主机，即可连接10个终端。各终端具备动态功率分配功能，可分析计算充电设备响应容量，优化调控充电功率和时序，实现快充、快放、慢充、慢放等不同模式的自由调节。当应急情况出现时，V2G充放电机可通过中断或改变充放电过程，向电网侧提供备用支援，减小电网对发电机的备用容量需求，实现保安全降冗余的作用。 在相隔1公里外的尖山体育馆，同样安装着一套南瑞600kW分体式群充群控V2G充放电机。不同的是，尖山体育馆充放电站直接采用直流电源输入输出，没有中间“交—直”转换环节，可有效避免能源在二次转换中的损失。 为打造低压直流供电商业示范区，南瑞集团在尖山体育馆建设了直流环供的低压配电网，形成直流环状供电、即插即用的高可靠性配电网，保障未来更多直流负荷能可靠接入源网荷储系统。同时，对低压配网“光储柔直”配合及协同控制机制的探索和实践，验证了直流配电网的高互动特性，更好地实现充电站与大电网的供需互动，发挥电动汽车作为用户侧储能资源对大电网的削峰填谷作用。 尖山体育馆一体化低压直流预制舱 南瑞600kW分体式群充群控V2G充放电机 助力“源网荷储一体化示范区”建设，只是南瑞集团立足核心技术优势，支撑新型电力系统建设的一道缩影。下一步，南瑞集团将紧扣“一体四翼”发展布局，紧跟电网发展需求，结合海宁整县光伏工作推进，继续夯实尖山新区新型电力系统建设成果，在海宁乃至嘉兴进行全面推广应用，为“双碳”目标实现作出更多积极贡献。 |
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