科技創(chuàng)新——新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關鍵

作者:郭文英 肖清明  發(fā)布時間:2018-11-06   來源:中國電力網(wǎng)

10月23日,在寧夏廣闊無垠的戈壁灘上,一座座白色的風機在藍天白云下隨風起舞;一排排寶石般的光伏板在陽光下熠熠生輝,為“塞上江南”增添了一抹獨特的風情。

寧夏是中國首個新能源綜合示范區(qū),目前形成了8個大規(guī)模風電光伏產(chǎn)業(yè)集群,是我國大規(guī)模推廣應用綠色能源的重要基地。寧夏新能源消納處于國內(nèi)領先水平,與發(fā)達國家水平相當。

國網(wǎng)寧夏電力公司以科技創(chuàng)新助力新能源發(fā)展,促進了新能源在更大范圍內(nèi)的消納。

開展課題攻關 創(chuàng)新成果效益顯著

人眨眼一次一般需要0.1秒,即100毫秒,而重達5噸、高3米有余的世界首臺超高壓快速真空斷路器可輕松用20毫秒完成分閘、合閘動作,切除故障電路或重新恢復供電。

“這是目前世界范圍內(nèi)已知最快開斷短路電流速度?!眳⑴c國家電網(wǎng)有限公司“363千伏/5000安/63千安快速斷路器關鍵技術研究及樣機研制”重點研發(fā)攻關的黃永寧自豪地說。該項目于2017年7月上線運行。國網(wǎng)寧夏電力掌握了超高壓快速斷路器設計與控制關鍵技術,并衍生開發(fā)出快速開關型變阻抗節(jié)能變壓器、快速開關型限流技術與串聯(lián)補償技術等多項科技創(chuàng)新成果。

此外,國網(wǎng)寧夏電力在新能源建模方面也開展了大量先試先行工作。該公司依托首個通過自治區(qū)論證的能源領域?qū)嶒炇摇皩幭碾娏δ茉窗踩攸c實驗室”,積極與國內(nèi)頂級科院校合作,開展了大量前瞻性研究,取得了一系國際領先的科研成果。

國網(wǎng)寧夏電力研發(fā)團隊一次次尋找問題癥結(jié),一個難點一個難點攻克。

為提升高比例新能源電網(wǎng)仿真計算準確性,彌補國內(nèi)分析程序在新能源建模方面的不足,國網(wǎng)寧夏電力先后投資近3000萬元資金全面提升實驗室仿真計算分析技術裝備和功能。該公司創(chuàng)新性構(gòu)建了新能源發(fā)電標準化建模方法,在仿真平臺電磁暫態(tài)模型庫中建立了典型風機動態(tài)模型,實現(xiàn)了電網(wǎng)計算精度從秒級到毫秒級的飛躍。

2013年,國網(wǎng)寧夏電力結(jié)合寧夏創(chuàng)建新能源綜合示范區(qū)發(fā)展契機,依托智能電網(wǎng)建設,主動請纓,牽頭開展了國家科技支撐項目子課題“多環(huán)節(jié)綜合互動的智能電網(wǎng)綜合示范工程”,成為寧夏首個牽頭完成國家科技支撐項目課題的單位。

“多環(huán)節(jié)綜合互動的智能電網(wǎng)綜合示范工程”研究項目以提升新能源消納為目標,歷時5年,建立了發(fā)、輸、配、用、微、儲等多環(huán)節(jié)雙向互動電網(wǎng)運行新模式,建成了寧夏智能電網(wǎng)綜合集成示范工程。該項目首次在國內(nèi)以最小的成本實現(xiàn)常規(guī)電源、集中式新能源與分布式發(fā)電的互動,實現(xiàn)了激勵引導客戶“隨風光而動”調(diào)整用電,精準撮合客戶的移峰能力和電網(wǎng)移峰需求,實現(xiàn)了超特高壓直流功率“隨風光而動”,將新能源消納途徑從挖掘電源側(cè)能力擴大到大客戶負荷側(cè)互動潛力,拓展了市場,豐富了新能源消納手段,提升了消納水平。項目創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益超5億元。

2016年,國網(wǎng)寧夏電力根據(jù)大型能源基地電力系統(tǒng)連鎖故障阻斷策略研究,創(chuàng)新性開發(fā)了寧夏電網(wǎng)災變及阻斷仿真模擬軟件。同時,這個研發(fā)團隊又創(chuàng)新性提出基于計及停電風險與控制代價的協(xié)調(diào)控制算法,優(yōu)化了電力系統(tǒng)災變的模擬與控制,大大提高了高比例新能源電網(wǎng)抵御嚴重故障的能力。

5年來,國網(wǎng)寧夏電力為提升新能源并網(wǎng)安全運行和消納水平,在科技創(chuàng)新方面,完成了包括國家科技支撐計劃在內(nèi)的研究課題近百項,解決了新能源并網(wǎng)發(fā)電可預測、可監(jiān)視、可控制,新能源接入有序合理,新能源場站信息安全,新能源單個機組和機群模型準確性等一系列問題。

多環(huán)節(jié)互動 實現(xiàn)新能源最大化消納

寧夏銀川南郊戈壁上的800千伏靈州變電站內(nèi),源源不斷的電能正搭乘特高壓“順風車”,“駛向”浙江紹興。

然而早在2009年,國網(wǎng)寧夏電力就意識到,要服務好新能源大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電的需求,就要提前預知新能源發(fā)電的“習性”,因此在國內(nèi)率先開展了新能源并網(wǎng)功率預測的探索性研究。當時,該公司研發(fā)了國內(nèi)首套應用于調(diào)度部門的風光一體化功率預測系統(tǒng),在風光功率預測的綜合應用和基于數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)的光伏電站出力預測模型研究方面,達到了國際領先水平。該系統(tǒng)通過不斷使用、完善,目前已經(jīng)覆蓋到寧夏電網(wǎng)所有224家場站,可對未來新能源出力進行0~4小時超短期、72小時短期預測,預測準確率由初期的不足80%,提升至當前的90%,實現(xiàn)了新能源發(fā)電的先知先覺。

運用高科技解決“調(diào)峰”問題,破解消納困境是新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重點。對此,國網(wǎng)寧夏電力通過多環(huán)節(jié)互動實現(xiàn)新能源最大化消納,創(chuàng)新開展新能源消納技術研究。

“國網(wǎng)寧夏電力充分利用靈紹等特高壓直流外送電通道優(yōu)勢,加大跨區(qū)新能源外送規(guī)模,積極擴大中長期外送電交易規(guī)模,促進了新能源在更大范圍內(nèi)消納?!睂幭碾娏φ{(diào)控中心相關負責人表示。

數(shù)據(jù)顯示,2018年上半年,寧夏電網(wǎng)新能源發(fā)電量143億千瓦時,同比增長26.4%;新能源棄電量3.54億千瓦時,棄電率2.42%,同比下降2.28%;新能源外送28.25億千瓦時,同比增長59.88%,寧夏電網(wǎng)在西北地區(qū)同等條件下棄電率控制最好,新能源消納總體水平位居全國前列。

      關鍵詞: 寧夏電力,新能源


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