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浙江院打造绿色能源智能岛屿

发布时间: 2014.02.18

1月21日,浙江温州洞头县鹿西岛上,蓝天碧海相映,一排排太阳能光板被阳光照得发亮,两台巨大的白色风车随着海风慢慢转动起来,由浙江省电力设计院(简称“浙江院”)设计的国家“863”计划“含分布式电源的微电网关键技术研发”课题的示范工程——鹿西岛并网型微网示范工程成功送电,并投入试运行。

该工程将岛上的风力发电、光伏发电、储能系统组成了一个风光储并网型微网系统,通过为岛上居民安装单户小型分布式电源,使其仅仅依靠岛上的风和阳光等绿色资源就可以获得日常生活用电。

就地取材 实现海岛可持续发展

鹿西岛是临近大陆的岛屿,长期使用的是来自大陆大电网输送的并网电力,多年来仅依靠一条10千伏海底电缆向其供电,输电效率较低。

与此同时,鹿西岛丰富的风能、太阳能资源却一直没有被有效利用起来。岛上40米高度年平均风速为每秒6.7米,风功率密度为每平方米380瓦;多年平均日照时数为1885.2小时左右,属于我国太阳能资源四类区域。

为此,浙江院在工程设计过程中,力图利用岛上已有的风力发电机组,通过新建一定容量的光伏发电,同时安装适量的储能系统,最终将鹿西岛建成风光储并网型微网综合示范性工程。这样不仅能够充分开发利用岛上丰富的风、光、海洋等绿色资源,还可以为岛上用户提供可再生的绿色清洁能源。

在海岛上就地取材,综合利用太阳能、风能等自然资源发电,解决生产、生活问题,也将成为未来海岛电力供应的趋势。鹿西岛并网型微网示范工程建成了可靠的微型智能供电网络,可以有效解决海岛电力供应问题,在更大范围内进一步推动海岛智能绿色电网建设,有利于保护海岛自然环境,充分利用可再生资源,促进海岛旅游和海洋经济的全面、协调、可持续发展,为建设绿色宜居的海西经济区作出了贡献。

智能输电 确保海岛用电安全性

占地面积11062 平方米的鹿西岛并网型微网示范工程可谓“麻雀虽小,五脏俱全”,工程主要设计建设风力发电、光伏发电、储能三个系统:风力发电系统是将岛上的2台780千瓦华仪风机接入到鹿西岛微网示范工程中;光伏发电系统主要是建设300千瓦太阳能光伏发电场以及相应的并网逆变器和升压变压器;储能系统是在微网控制综合大楼内配置2兆瓦×2小时的铅酸电池组、500千瓦×15秒的超级电容和5台500千瓦的双向变流器。

微网作为智能电网的重要组成部分,可以实现内部电源和负荷的一体化运行,并通过和主电网的协调控制,平滑接入主网或独立自治运行,充分满足用户对电能质量、供电可靠性和安全性的要求。在工程投运后,鹿西岛并网型微网示范工程将实现并网和孤网两种运行模式的智能切换,当分布式电源足够负荷岛上用电时,微网控制系统会把多余的电送入主网,而当分布式电源不足的时候则由主网供电,形成双向调节平衡,为岛上用电提供保障,从而确保海岛用电的稳定,也为临近大陆的类似海岛解决绿色电力供应问题提供了可靠参考。

这种内部电源与储能之间的协调控制、内部独立运行与外部并网运行之间的协调控制,正是“863”课题“含分布式电源的微电网关键技术研发”的核心研究内容。鹿西岛并网型微网示范工程的实施,为课题研究提供了有力支撑,是对含分布式电源、储能和负荷构成的新型电网运营模式的有益探索,并且能够对并网型微网的运行特性以及在运行过程中微网与大电网之间的交互影响进行分析验证,为将来大量并网型微网持续、健康地接入电网提供了经验。

单户模式 开启海岛供电新时代

微网是一种以分布式发电技术为基础,以靠近分散型资源或用户的小型电站为主,结合终端用户电能质量管理和能源梯级利用技术形成的小型模块化、分散式的供能网络。除了为临近大陆的海岛尝试大电网输送电力与绿色电源的智能切换提供了范本,“分布式电源单户模式”也是鹿西岛并网型微网示范工程中的另一个亮点。

鹿西岛并网型微网示范工程为岛上居民安装了单户小型分布式电源,即小型风机、小型太阳能板和蓄电池,使村民依靠自然资源获得日常生活用电。在近几年分布式电源发展中已经出现了这三种设备的不同组合模式,岛上不同单户模式的设立正是对不同分布式电源发电模式的实践,为小型分布式电源的推广提供了经验。目前,国内大多数的有人岛屿均采用柴油发电机发电,这种模式能够促进我国太阳能光伏发电技术的开发与利用,将鹿西岛打造成具有国内绿色能源示范作用的智能岛屿,促进当地旅游产业发展,也为温州、浙江乃至全国海岛供电提供了示范模式。

鹿西岛并网型微网示范工程的设计拥有全国领先、世界先进的技术水平,对于推动新技术在海岛电网中的应用具有积极意义,其试运行也开启了海岛新能源供电的新时代。承担该工程的项目前期设计及准备阶段咨询工作的浙江院,秉持科学高效的管理理念,克服了项目资源有限、设计专业配置复杂、协调工作量庞大、任务战线较长等困难,在短时间内掌握了电源、电网联合设计的高效协调手段,获得了业主单位的极大认可,也为浙江院未来在并网型微网领域的设计和研究积累了十分宝贵的经验。

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