江蘇光伏產業鏈齊全,近年來光伏產業發展迅猛。截至9月底,省內光伏發電裝機達5409萬千瓦。其中,分布式光伏發電裝機4280萬千瓦,占比超過79%,年初以來月均增量超過150萬千瓦。
2023年以來,江蘇電力科學研究院結合江蘇電網發展實際,聚焦服務分布式光伏電源并網、新能源配套電網項目建設、儲能等領域,攻關關鍵技術,推動新能源電量就地就近消納和高效利用。
精準預測開發規模及發電出力
為分布式光伏電量消納提供服務
引入事前預判技術手段是做好新能源電量消納的一項重要舉措。10月9日,江蘇電科院員工通過分布式光伏資源開發配置平臺測算蘇北、蘇中、蘇南不同地區農村戶用分布式光伏的未來開發規模,結合當前配電網架承載能力,查找農村區域電網設備薄弱環節,為供電公司提供網架補強指導,科學引導分布式光伏友好接入與高效消納。
5月,江蘇電科院采用人工智能、工業互聯網等技術,建成我國首個分布式光伏資源開發配置平臺。該平臺可精準識別并評估全省現有建筑屋頂資源,分類篩選并測算分布式光伏發電的可開發規模。同時,江蘇電科院還將全省95個縣(市、區)劃分為1200余個供電網格,利用平臺對各個網格逐一開展光伏承載力仿真分析,定位了2000余個可能出現的電網薄弱點。供電公司據此開展分批治理,進一步筑牢網架。
光伏發電出力的精準預測對電量消納也至關重要。3月,江蘇電科院自主研發的低壓分布式光伏發電出力超短期預測功能模塊在江蘇電網分布式光伏可觀可測系統應用,實現了對縣域級低壓分布式光伏未來10小時出力的超短期預測。至此,該院建成覆蓋低壓分布式光伏的實時出力推算、短期出力預測以及超短期出力預測體系,為主配微協同調度中的日前平衡計劃、日內平衡調整提供支撐,促進分布式光伏電量就近消納。
研發移相器協調控制裝置
助力新能源電量高效消納
新能源配套電網項目建設是新能源電量消納的重要保障。寶應縣92%的風、光新能源電源位于東部縣郊,而55%的用電負荷集中在該縣西部。2023年7月,國網江蘇省電力有限公司以寶應縣為試點,在縣城西部的220千伏安宜變電站和東部的220千伏平安變電站的110千伏聯絡線上加裝1臺輸電移相器,實現了對電能流動方向的智能控制,建成我國首個輸電移相器工程。
與基于電壓源換流器的統一潮流控制器等潮流控制裝置不同,移相器需通過有載分接開關檔位切換來調節有功功率。為此,江蘇電科院攻克了移相器離散調節型最優檔位決策、面向新能源消納的功率自動控制、多運行工況自適應合解環等難題,研發移相器協調控制裝置。該裝置具備電網自適應合閘控制、設備重載自動控制、新能源功率倒送自動控制等功能,能夠根據220千伏平安、安宜變電站主變壓器的運行狀態,實現移相器智能運行,調節聯絡線輸送功率。
該工程投運一年來,累計將2.6億千瓦時新能源電量輸送至寶應縣縣城負荷中心,有效促進電量就地消納。
此外,江蘇電科院還通過設備入網質量管控、系統聯調試驗、全過程技術監督等措施,支撐國網江蘇電力于4月建成我國首個“交改直”輸電工程——±200千伏揚州—鎮江直流輸電工程。該工程在揚州光伏大發時,利用直流的靈活可控優勢,將電量調用至鎮江,助力消納揚州新能源富集地區電量。
開展儲能電站運行數字化管控
為電站參與電網調節調用提供參考
新型儲能在提升新能源消納水平方面也發揮著重要作用。目前,江蘇電網側新型儲能規模達486.9萬千瓦,電源側新型儲能規模達13.4萬千瓦。保障新型儲能電站的安全穩定運行至關重要,需要借助數字化手段做好實時監測和分析。
2023年以來,江蘇電科院在江蘇電力調度控制中心的指導下,開展儲能電站調峰能力認定,先后攻克了時序數據處理、異構數據統一化等技術難題,研發江蘇新型儲能電站運行分析系統。系統于8月上線,實現對全省63座電源側和電網側新型儲能電站運行情況的數字化管控,為儲能電站參與電網調節調用提供了參考,助力電力保供與新能源電量消納。
鹽城大豐港有大量工廠廠房安裝了分布式光伏發電設備。2023年以來,江蘇電科院攻克分布式儲能構網難題,研發風光儲一體構網裝置。裝置可實時監測并網點電壓,根據配電自動化主站反饋的線路運行情況,調整儲能及新能源發電機組運行策略。該裝置還在揚中電網應用,有效提升了用戶側供電可靠性。