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当新型电力系统遇见2022年冬奥!

北极星输配电网  来源:北极星电力网  作者:冉小冉  2021/10/9 14:51:02  我要投稿  
所属频道: 微电网  关键词:微电网 绿电 新型电力系统

北极星输配电网讯:北京2022年冬季奥运会的步伐日渐稠密,本届冬奥会最大的亮点与宣传点莫过于100%绿电全覆盖,在我国可再生能源迅猛发展、“双碳”目标坚定不移、新型电力系统探索前进的当下,本届冬奥会在保电供电方面的的示范意义不言而喻。

当新型电力系统遇上2022年冬季奥运会——100%绿电是基础、源荷协同是要求、智能互动是趋势、坚强电网是保障。正是基于以上需求,国网冀北电力充分发挥张家口地区资源禀赋和前期示范的基础,从“源-网-荷-储”全方面打造了一个张北特色的新型电力系统地区级样板,在服务冬奥会的同时,推动新型电力系统在张家口可再生能源示范区落地。

“源”端典范——源网深度融合

位于张北县的国家风光储输示范电站是国网冀北电力打造的新型电力系统“源”端典范,高比例可再生能源装机使其成为我国最大的风光储输示范工程。电站拥有500MW风电装机、100MW光伏装机以及70MW储能装置,在智能电网技术框架下,以“风光互补、储能调节、智能输电、平稳可控”为目标,打造了一张新能源领域的“国家名片”。

之所以称之为“源”端典范,不仅在于示范工程高比例的可再生能源装机,还在于其对并网、输电环节智能可控。示范工程采用全球首创的“风光储输联合发电”技术路线,实现“智能电网调度技术支持系统基础平台”在新能源场站监控系统的首次应用,优化协调风光储各系统运行状态,减小风电和光伏发电功率大幅度、高频率波动,提高电网接纳风电和光伏电源能力,实现风光储联合发电系统的全景监测和综合控制,真正意义上实现了以可再生能源为主的电源端与电网端的友好互动。

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国家风光储输示范工程

值得一提的是,国家风光储输示范工程不但是新型电力系统发展背景下的电源端样板工程,其风光发电设备也堪称新能源界的百科全书。该工程安装5种不同技术类型的光伏组件、6类采光跟踪系统支架、单机500千瓦、630千瓦的2种逆变器;风电机组覆盖2-5MW的直驱型、双馈型风电机组,包含1MW垂直轴风机在内多种整机设备。

可以说,国家风光储输示范工程破解了大规模新能源集中并网、集成应用的世界性难题,为未来新型电力系统所面临的高比例可再生能源大规模并网提供了技术和经验积累。同时,近60万千瓦可再生能源装机也在不久的将来投入冬奥会供电工作中,进一步以灵活的理念、领先的技术迎接2022年冬奥会供电大考。

“多能互补”微电网助冬奥交通枢纽绿色运行

新型电力系统的显著特点之一是以新能源、或者说可再生能源为电源主体,在此基础上实现源端与负荷端的柔性互动、互补互济。在2022冬奥会中,“崇礼冬奥专区多能互补微电网示范工程”将为冬奥专区交通枢纽站提供高可靠性绿电供应及电能管理,成为新型电力系统的网格化应用示范之一。

该微电网工程由全球能源互联网研究院、国网冀北电力等单位牵头实施,坐落于崇礼东奥专区交通枢纽站,以柔性变电站为能量管理枢纽,构建了涵盖风光、储能、新能源汽车充电桩等多能互补的交直流微电网系统。系统接入1.26MW王子沟光伏电站,配置700kwh储能,与外来绿电相结合为交通枢纽重要的负荷提供可靠的、100%的清洁能源供电,实现分布式电源就地消纳和“源-网-荷-储”智能化互动。

“崇礼冬奥专区多能互补微电网示范工程”有三大核心技术,一是微电网系统控制与模式切换技术,可保证多电源切换过程中母线电压稳定,做到“零闪动、零感知”;二是微电网故障隔离与恢复技术,将微电网分为多个功能区,故障期间保障负荷供电不间断;第三则是需要重点关注的多端口柔性变电站关键装备。

多端口柔性变电站关键装备即电站换流阀。该装备首创三相一体式“井”字形布置的子模块外绝缘机构,以高频变压器为中心分成4个独立绝缘分区,布置四个不同电位的功率子单元,实现了换流阀模块的紧凑化设计,大幅提升功率密度,实现了多端口一体化集成,以及在重要负荷绿色供电场景下的应用。

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柔性变电站换流阀

目前,崇礼冬奥专区多能互补微电网示范工程已正式封顶,启用后每天可送电一万余千瓦时。在不久的将来,行业将见证这个“五脏俱全”的微电网系统为冬奥会期间的绿色交通提供保质保量的电能供应与服务。

多项工程护航冬奥“保电”重任

进入冬奥会核心区域,张家口赛区临时电力施工项目正在如火如荼建设中。两条落差为136.2米和114.7米雪道以及周边4座竞赛场馆、5座非竞赛场馆、转播用电、保障人员的生活用电、观众用电都由临电系统提供。

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“雪如意”周边临电系统建设中

为此,国网冀北电力抽调了500多名技术骨干组成了冬奥临电施工团队,从6月份进驻现场,克服重重施工困难。目前10kV电缆敷设、箱变安装工程已完成,0.4kV低压电缆敷设、终端箱安装等工作正在进行中,整个临电工程即将于11月底调试验收。

在冬奥核心区域的110kV奥雪变电站中,作为最前端指挥系统,冬奥现场分指挥部保障平台也起到了重要作用,系统平台作为现场指挥部的主要技术支撑系统,集成了场馆配网采集、公网配网设备监测、主网设备监控和D5000等业务系统14套,综合应用北斗定位、智能机器人、智能锁具、单兵装备等物联网技术,实现电网与场馆的智能监控、资源全网调配、指挥实时穿透等业务流程的高效贯通和有序运转,确保赛事供电保障万无一失。

核心区域外,张北柔性直流电网工程也在争分夺秒为冬奥会绿电供应做足前期工作。国庆前夕,位于张北草原上的±500千伏中都换流站首次停电检修工作进入尾声,这项拥有“十二项世界第一”称号的电网工程,为期89天的首次停电检修即将结束,超过1300名运检人员将完成13个直流专业、17816项检修试验。

中都换流站是张北柔性直流电网工程的重要送端变电站,能够将张北地区的清洁风能通过工程四端环网源源不断的输送到首都北京,助力北京26个冬奥场馆实现100%清洁能源供应。

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中都换流站

在国家双碳目标及新型电力系统建设的大背景下,依托张家口丰富的可再生能源禀赋,国网冀北电力联合张家口市政府积极打造新型电力系统示范区,再有100多天,系统中的各个典型工程将在冬奥会中全面落地并接受检验。

值得关注的是,9月29日,张家口可再生能源示范区能源大数据中心正式揭牌,助力张家口示范区能源互联网建设迈入新阶段。未来,国网冀北电力将进一步打造四大示范,即适应高比例新能源的送端电网发展示范、适应高渗透率分布式电源友好接入的智能配电网发展示范、适应高内聚需求的源网荷储协同发展示范和适应高质量发展的电网数字化转型发展示范;并在“十四五”期间进一步提升“张家口新型电力系统示范区”可再生能源装机占比由76.3%上升至90%、可再生能源消费占比从30%提升至45%;联合“塞罕坝生态能源和谐共赢示范区”、“秦皇岛低碳智能供电示范区”两大示范区域,形成规模化示范效应,推动新型电力系统在区域内的落地,为国内建设以新能源为主体的新型电力系统提供经验与借鉴。


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