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福建湄洲岛:储能电站接入中压海岛电网
【字体: 】【发布时间:2015-09-24】 【作者:湄洲岛/来源:北极星输配电网讯】 【阅读: 次】【关闭窗口】

  北极星输配电网讯:7月15日,蓝天碧海相映,福建莆田湄洲岛妈祖庙里高大的妈祖雕像伫立山顶,极目远眺台湾海峡。在相距妈祖庙不到千米之处的湄洲岛储能电站,福建电力科学研究院的技术人员正忍受着37摄氏度左右的高温,密切监控着站内储能、通信、保护等各个系统的运行数据。

   莆田湄洲岛储能电站是国内首个直接接入10千伏海岛配电网的兆瓦级磷酸铁锂电池储能工程项目,于6月19日建成。该电站的储能功率为1兆瓦,可存储电能2兆瓦时,它的投运为湄洲岛的发展注入了新活力。

   【建设】

   储能电站接入中压海岛电网

   湄州岛储能电站占地400余平方米,主要由1兆瓦/2兆瓦时的磷酸铁锂电池储能系统、两台500千伏安双向变流器、系统监控及接入系统组成。储能电站紧邻湄洲岛海底电缆进岛开关站,遥望大海对侧110千伏忠门变电站,储能电站出线接至开关站10千伏母线,与海底电缆一起为全岛供电。

   依托国家电网公司重点科技项目“提高配电网末端供电能力的关键技术研究及应用示范”,国网福建省电力有限公司将项目成果落地莆田湄洲岛。该项目由国网福建电力组织福建电科院牵头实施,中国电力科学研究院、许继集团有限公司配合承担,于2013年3月启动建设。储能电站最初选址希望尽量邻近妈祖庙配变,与开关站10千伏线路一起组成双回进线,为妈祖庙的重大活动提供可靠供电服务。然而岛上10千伏馈线沿途多为居民集居之地,土地资源紧张,储能电站最终选址在紧邻开关站的一个杂草丛生的荒坡。

   立项之初,国内尚无接入海岛中压电网的兆瓦级磷酸铁锂电池储能电站,没有相关经验可供参考。在接到任务后,福建电科院的技术人员们加班加点,查阅国内外大量相关资料,开展实地调研,了解储能电站的特性,掌握储能电站发电技术,确保湄洲岛储能电站圆满落地。

   “靠着在荒坡上一点一点填土、夯实、平整、建设,在不断摸索中对储能电站的电池系统、保护系统和监控系统深入攻坚,才有现在面朝大海、与周围环境和谐相融的储能电站站房。”湄洲岛供电公司书记朱存兴感叹道。

   【功能】

   让配电网末端电压变得稳定可靠

   湄洲岛南北长9.6公里,东西宽1.3公里,陆域面积14.35平方公里,包括大小岛、屿、礁30多个,湄洲岛与台湾仅一水之隔,素有“东方麦加”之称,是海峡两岸文化交流的窗口。湄洲岛妈祖文化是中国首个信俗类世界非物质文化遗产,每年妈祖诞辰日和妈祖升天日期间,朝圣旅游盛况空前。

   鉴于湄洲岛特殊的地缘和宗教意义,福建莆田供电公司保供电任务繁重。每年妈祖诞辰、海峡论坛、中秋晚会及各种政府和民间的重要活动,都需要临时安排发电车用于保供电,最多的一次,莆田供电公司调派9辆发电车上岛保电。湄洲岛储能电站的建立,可大大减轻该公司每年的保供电压力。

   我国海岛供电往往处于供配电网的末端,通过海底电缆送电,甚至部分有人居住的岛屿还未实现送电。湄洲岛目前与海岸对侧的110千伏忠门变电站通过双回10千伏海底电缆相连,湄洲I路线路长20公里,湄洲II路长26公里,造成中压线路偏长,线路末端电压较低。另外,海底电缆的安全性也较难保障,受台风等自然灾害和过往船只的影响,2007年到2011年间,湄洲岛每年都要发生大概7起以上的海底电缆破坏事故,而受地形限制,抢修起来极为不便,难以短时间恢复供电。

   近年来,湄洲岛的用电负荷增长较快,湄洲岛供电公司运检部专员介绍,2013年,全岛年度最高用电负荷达7000千瓦,年用电量2192万度,而双回海底电缆的供电能力已呈现不足之势。通过控制策略,调节湄洲岛储能电站的并网有功与无功功率,不仅可明显改善配电网末端供电质量,还能进行削峰,有效缓解双回海底电缆供电能力不足的状况。

   不过,国网福建电力的技术人员对储能电站应用功能的思考并不仅限于此。“湄洲岛储能电站投运后,可稳定配电网末端电压,充分利用岛上太阳辐射充足、季风盛行的特点,采用风光储互补发电技术,提高配电网末端对风力发电、光伏发电的消纳能力。”福建电科院的范元亮博士说,在目前条件下,储能电站投运后,湄州岛20%左右的用电可能通过岛上的风力或光伏发电供给,届时,储能电站提高供电可靠性、服务妈祖文化的能力将进一步增强。

   【未来规划】

   能源互联网络助力建设生态岛

   利用互联网和智能终端技术,使能量和信息能够双向流动,能源在全网络内分配、交换和共享,就能形成能源互联网。

   能源互联网是建设妈祖生态岛的一个重要方面,也是促进湄州岛能源可持续发展的重要手段。能源互联网通过储能、能源收集以及智能控制,将有效解决可再生能源供应不持续、品质不稳定和难以接入电力主干网等问题,促进绿色电力发展,实现它们和电网的友好互动。

   湄州岛储能电站就是湄洲未来能源互联网的一个重要组成部分。以此为依托平台,福建电科院已开始制定相关方案,计划建设一个覆盖0.4千伏直流与交流,以及10千伏电压等级的交直流混合多能互补微电网。微电网可以作为能源互联网的组成要素,也能以一种具体形式存在,通过可再生能源发电、储能与用电消纳等形成能源局域网。

   湄州岛初期的交直流混合多能互补微电网将以风力发电、光伏发电以及储能电站互补为主提供电能,部分风力发电、光伏发电与储能系统共同汇集至0.4千伏直流母线,为直流充电设施等提供稳定电能,接着通过基于虚拟同步电机技术的逆变器接入0.4千伏交流母线,满足0.4千伏负荷的用电需求,然后经过升压变互连至10千伏中压供配电网络。“如此分层结构可满足不同的负荷需求,减少了不必要的电压变换环节。”福建电科院工程师郑高细致地解释道,如果采用传统方式,分布式风力发电和光伏发电需要经过交直流变换系统,经过交流供配电网络输送,然后再变换至直流,供直流充电设施使用;或者这些电能通过升压变并联至10千伏中压供配电网络,再降压供0.4千伏交流负荷使用。“这些过程都会造成可观的电能损耗。如此比较下,交直流混合多能互补微电网的优势就显现了。”郑高说。

   湄洲岛储能电站的投运,以及未来能源互联网的构建,将让岛上居民切实享受更加智能和清洁的用电方式。用户侧智能控制终端能与微电网的上层管理系统互联,提交用电计划,响应实时电价;还能通过就地采集微电网电压与频率,控制负荷投切,共同参与维持微电网安全稳定运行。智能用电以及智能家居系统将进一步导向用电客户参与节能减耗。另外,湄州岛面积相对不大,在主干交通线建立兼具换电和充电的能源补给中心,可为电动汽车提供便捷的能源补给。依托湄州岛储能电站打造的交直流混合多能互补微电网,将会是一个集发、配、用于一体的能源互联网络,助力建设妈祖生态岛。

   来源:亮报   原标题:福建湄洲岛:储能电站接入中压海岛电网