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國(guó)際節(jié)能環(huán)保網(wǎng)
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分布式智能電網(wǎng)讓山區(qū)用電綠色可靠
(時(shí)間:2022/9/19 10:34:32)

  我國(guó)清潔能源開發(fā)方式已經(jīng)從傳統(tǒng)的集中式為主,向分布式與集中式并重發(fā)展轉(zhuǎn)變。據(jù)國(guó)家能源局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2021年新增光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)中,分布式光伏新增約2900萬千瓦,約占全部新增光伏發(fā)電裝機(jī)的55%,歷史上首次突破50%。
  貴州是助力國(guó)家達(dá)成碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的先驅(qū)力量,2019~2020年,光伏建設(shè)規(guī)模達(dá)882萬千瓦,發(fā)電規(guī)模連續(xù)2年全國(guó)第一,約占全國(guó)新建規(guī)模的20%。同時(shí),貴州還是能源“集中式”和“分布式”并重發(fā)展的重要縮影,盤州、威寧、鎮(zhèn)寧和關(guān)嶺域等13個(gè)整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏建設(shè),結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)建設(shè)同步快速推進(jìn),農(nóng)光、林光互補(bǔ)等多種并網(wǎng)方式在提高資源利用效率的同時(shí),壯大了農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì),增加了農(nóng)民就業(yè)機(jī)會(huì)。
  預(yù)計(jì)到2022年底前,整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏建設(shè)完成總建設(shè)規(guī)模的40%以上,2023年底前,100%完成建設(shè)任務(wù)并通過國(guó)家驗(yàn)收,并且在“十四五”期間,持續(xù)擴(kuò)大分布式屋頂光伏的并網(wǎng)容量和范圍。
  然而,山區(qū)電網(wǎng)的消納能力和安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨顯著挑戰(zhàn)。一是農(nóng)村負(fù)荷季節(jié)性和人口遷移性,導(dǎo)致了極高的負(fù)荷峰谷差和極低的設(shè)備利用率,部分光照資源豐富的農(nóng)村臺(tái)區(qū),正、反向潮流下均存在重(過)載風(fēng)險(xiǎn);二是大量生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色加工以及特色養(yǎng)殖等鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè),在精細(xì)化和智能化的驅(qū)動(dòng)下對(duì)電力依賴度更高,大量的電能替代項(xiàng)目在鄉(xiāng)村快速發(fā)展,美麗宜居鄉(xiāng)村對(duì)供電品質(zhì)要求更高,光伏消納和產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)供電可靠性需求更加強(qiáng)烈;三是農(nóng)村低負(fù)荷密度下的遠(yuǎn)距離供電,疊加山區(qū)特有的多林木、多雷及多災(zāi)通道環(huán)境,導(dǎo)致故障停電多、搶修復(fù)電難,低密度負(fù)荷區(qū)電網(wǎng)難以算清“投資—收益”間的平衡賬。
  今年4月,中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第十一次會(huì)議指出,發(fā)展分布式智能電網(wǎng),建設(shè)一批新型綠色低碳能源基地。對(duì)于正在如火如荼開展鄉(xiāng)村振興和綠色低碳轉(zhuǎn)型的廣大山區(qū)農(nóng)村,分布式智能電網(wǎng)既為綠色能源可靠利用指明了發(fā)展方向,也為配電網(wǎng)的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了根本遵循。
  南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司將在貴州省六盤水盤州羊場(chǎng)鄉(xiāng)開展數(shù)字化多層次分布式智能電網(wǎng)示范,助力構(gòu)建山區(qū)綠色可靠配用電體系。
  盤州羊場(chǎng)鄉(xiāng)聚居著布依族、白族、苗族等多個(gè)民族,是貴州省鄉(xiāng)村振興示范點(diǎn)之一,區(qū)域內(nèi)包括扶貧光伏、小水電等近千個(gè)分布式電源。此外,盤州也是整縣屋頂光伏開發(fā)的示范縣,“十四五”期間整縣屋頂光伏開發(fā)規(guī)模將達(dá)到50萬千瓦,羊場(chǎng)鄉(xiāng)范圍內(nèi)的屋頂光伏規(guī)模也將進(jìn)一步增加。當(dāng)前,已有局部臺(tái)區(qū)光伏同期滲透率超過500%,光伏臺(tái)區(qū)普遍存在不同程度的過電壓、三相不平衡、配變重過載和諧波等問題。由于農(nóng)村綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民生活電氣化水平的提高,對(duì)此類山區(qū)配電網(wǎng)供電品質(zhì)和供電可靠性的提升極為迫切。
  然而,山區(qū)配電網(wǎng)負(fù)荷密度較低,線路通道環(huán)境(樹障、雷害、自然災(zāi)害)較為惡劣。如果沿用傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的思路,在保障光伏消納的前提下,電網(wǎng)可靠性在現(xiàn)有基礎(chǔ)上每提高1個(gè)層級(jí),所需投資將會(huì)呈幾何倍數(shù)增加,電網(wǎng)企業(yè)極難在投資、運(yùn)維和收益之間找到平衡。因此,貴州電網(wǎng)公司認(rèn)真貫徹中央關(guān)于發(fā)展分布式智能電網(wǎng)的思路,兼顧科學(xué)論證和工程實(shí)踐,堅(jiān)持科技創(chuàng)新服務(wù)生產(chǎn)實(shí)際,通過4項(xiàng)南方電網(wǎng)重點(diǎn)科技項(xiàng)目和1項(xiàng)貴州省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目助力分布式智能電網(wǎng)在盤州羊場(chǎng)鄉(xiāng)落地示范。該示范區(qū)同步被確定為南方電網(wǎng)“柔性配網(wǎng)示范區(qū)”和貴州電網(wǎng)“新型電力系統(tǒng)示范區(qū)”(以下簡(jiǎn)稱“羊場(chǎng)示范區(qū)”)。
  羊場(chǎng)示范區(qū)主要面向農(nóng)村能源綠色低碳發(fā)展趨勢(shì)和高品質(zhì)可靠供電需求,以分布式和智能化電網(wǎng)為主要特征。中低壓網(wǎng)架結(jié)構(gòu)方面利用多種形式的交直流柔性配電技術(shù),實(shí)現(xiàn)潮流可控、直流并網(wǎng)、通道擴(kuò)容以及設(shè)備間利用率平衡;并網(wǎng)形式方面滿足各類元件快速接入和即插即用,同時(shí)形成有源臺(tái)區(qū)的便捷構(gòu)網(wǎng),通過主動(dòng)支撐技術(shù)將屋頂光伏等分布式電源從“消納負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)化為“支撐資源”,緩解中低壓配電網(wǎng)的投資和可靠性壓力;運(yùn)行控制上采用“集中式+分布式”的總體架構(gòu),集中式控制主要滿足現(xiàn)有運(yùn)行調(diào)度的要求,分布式控制主要填補(bǔ)分布式能源資源有序控制方面的空白,同時(shí)適應(yīng)直流和源荷儲(chǔ)充等新的控制要素接入配電網(wǎng),最終形成“設(shè)備級(jí)—臺(tái)區(qū)級(jí)—中低壓系統(tǒng)級(jí)”逐級(jí)遞進(jìn)的自律控制層級(jí)。
  系列數(shù)字化技術(shù)也將成為支撐羊場(chǎng)示范區(qū)的核心平臺(tái)。一方面,面向分布式能源資源在形式和通信方式上的異構(gòu)趨勢(shì),啟動(dòng)多能源、多場(chǎng)景和多尺度下的邊云協(xié)同技術(shù)研究和終端設(shè)備研發(fā),形成支撐大量分布式能源資源通信的分層分群結(jié)構(gòu)和主動(dòng)同步技術(shù);另一方面,構(gòu)建省級(jí)分布式光伏監(jiān)控主站,基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),將電網(wǎng)資產(chǎn)和分布式能源資源形成深度關(guān)聯(lián),支撐對(duì)于源網(wǎng)荷儲(chǔ)充等分布式資源的“可觀、可測(cè)、可控、可調(diào)”,通過光伏板覆塵、故障檢測(cè)、異常感知等輔助服務(wù)發(fā)揮電網(wǎng)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)、擴(kuò)展服務(wù)邊界,同時(shí)提供并網(wǎng)需求快速登記服務(wù),形成并網(wǎng)、運(yùn)行和維護(hù)的閉環(huán)關(guān)聯(lián),支撐整縣并網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)度的可視化和便捷化。未來,逐步通過數(shù)據(jù)牽引碳流,通過碳流驅(qū)動(dòng)價(jià)值,建立一套以數(shù)字為尺的綠色低碳價(jià)值體系,形成“數(shù)字—能量—碳排放”的立體價(jià)值標(biāo)簽,引導(dǎo)清潔能源有序并網(wǎng),形成能源低碳流,讓低碳節(jié)能與收益、效率形成強(qiáng)相關(guān)。
  預(yù)計(jì)2022年底,部分關(guān)鍵性技術(shù)將在羊場(chǎng)示范區(qū)落地。未來2~3年,以分布式智能電網(wǎng)為平臺(tái)的綠色低碳生態(tài)鏈在示范區(qū)將初步實(shí)現(xiàn)閉環(huán),并且形成系列裝備和“分布式智能電網(wǎng)”的系統(tǒng)化解決方案。


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