金秋九月，廣東省云浮市新興縣太平鎮(zhèn)境內(nèi)，山巒蜿蜒環(huán)抱，田野疊翠流金。群山之中，一座白房子拔地而起。這看似普通的房屋，其實(shí)是10千伏共成線中壓微電網(wǎng)的“智能大腦”——儲能開關(guān)站。它將多個(gè)分布式電源、大電網(wǎng)、用戶、儲能設(shè)備連接在一起，使分布式電源在停運(yùn)、并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行方式之間自適應(yīng)轉(zhuǎn)換，同時(shí)像一個(gè)“大充電寶”，可以存儲2兆瓦電能。

10千伏共成線中壓微電網(wǎng)，是南方電網(wǎng)公司第一個(gè)“源網(wǎng)荷儲”中壓特色微電網(wǎng)工程。日前，該工程順利投產(chǎn)。工程將有效提高太平鎮(zhèn)的用電質(zhì)量，使當(dāng)?shù)厮娗鍧嵞茉吹玫?ldquo;友好”消納，助力廣東“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

深入山間，把脈“卡脖子”難題

近年來，太平鎮(zhèn)大力發(fā)展生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)，青山、綠水、鄉(xiāng)韻處處可見，象窩山生態(tài)園儼然成了當(dāng)?shù)赝七M(jìn)鄉(xiāng)村振興的一張亮麗名片。

但隨著游客數(shù)量不斷增加，象窩山生態(tài)園用電負(fù)荷達(dá)9000千瓦，未來用電需求量仍可能增加。目前，該生態(tài)園僅有共成線一回單輻射線路，存在供電半徑長、電能質(zhì)量差等“卡脖子”難題，制約著當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村旅游的發(fā)展。同時(shí)，該地區(qū)周邊的水電資源豐富，豐水期小水電站集中搶發(fā)上網(wǎng)，整體線路電壓偏高，出現(xiàn)大量棄水現(xiàn)象，清潔能源利用效率低下、浪費(fèi)嚴(yán)重。

如何把鄉(xiāng)村旅游用電和水電資源利用有機(jī)結(jié)合起來，既確保供電可靠性，又兼顧清潔能源的利用率?廣東電網(wǎng)公司云浮供電局電網(wǎng)規(guī)劃人員走進(jìn)象窩山所在供電轄區(qū)，實(shí)地掌握當(dāng)?shù)仉娫闯隽Α⒕W(wǎng)架結(jié)構(gòu)、負(fù)荷構(gòu)成、水文記錄等第一手?jǐn)?shù)據(jù)，并與系統(tǒng)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)多次思想碰撞，最終決定通過構(gòu)建“源(水電)-網(wǎng)-荷-儲”微電網(wǎng)解決上述問題，投資建設(shè)以儲能開關(guān)站為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)工程——10千伏共成微電網(wǎng)工程。

“前無資鑒”，攻堅(jiān)克難提前3個(gè)月投產(chǎn)

建設(shè)具備自主調(diào)節(jié)能力的小水電中壓微電網(wǎng)，國內(nèi)沒有成熟經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可資借鑒，其中尤數(shù)調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)性最大。

“小水電均為徑流式且專線上網(wǎng)，儲能怎么用，配多少合適，這些在當(dāng)時(shí)都懸而待解。”廣東電網(wǎng)公司云浮供電局電網(wǎng)規(guī)劃中心總經(jīng)理鄭偉回憶道。面對困難，在云浮供電局黨委的帶領(lǐng)下，以黨員為骨干的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)摸著石頭過河，夜以繼日開展微電網(wǎng)方案設(shè)計(jì)、策略與控制系統(tǒng)研發(fā)、工程建設(shè)、調(diào)試等工作。

云浮新興供電局工程建設(shè)部經(jīng)理葉子忠忘不掉那段趨于“極限”的日子。他說，工程項(xiàng)目部所有人員在項(xiàng)目現(xiàn)場駐守了三個(gè)月。為了驗(yàn)證控制策略的可行性，更是根據(jù)以往10千伏共成線負(fù)荷功率和小水電發(fā)電功率，分別選取典型日作為豐大、豐小、枯小、枯大運(yùn)行方式，對控制策略進(jìn)行仔細(xì)的仿真驗(yàn)證、分析。由于潮濕悶熱、蚊蟲泛濫，工作、生活等各方面條件比農(nóng)村老家都艱苦多了。

“完工時(shí)，大家體重平均減輕了10多斤。我回到家時(shí)，我愛人看到我的樣子都掉淚了。”葉子忠說。

歷經(jīng)9個(gè)月的全力以赴，工程項(xiàng)目部完成征地、土建、設(shè)備安裝等一系列環(huán)節(jié)，攻克了“雙母線壓差過大，導(dǎo)致同期合閘失敗”等115個(gè)復(fù)雜的技術(shù)難題，研發(fā)出電壓控制策略、并離網(wǎng)轉(zhuǎn)換控制策略、黑啟動控制策略三大策略。原計(jì)劃近2000個(gè)點(diǎn)的遠(yuǎn)動對點(diǎn)、上百個(gè)設(shè)備的單體調(diào)試、聯(lián)調(diào)工作，由3個(gè)月壓縮至1個(gè)月，整個(gè)工程完工節(jié)點(diǎn)提前了足足3個(gè)月。

綠色蝶變，停電時(shí)間大幅縮短

9月2日21時(shí)45分，一聲響亮的“啟動成功”從對講機(jī)傳來，標(biāo)志著共成線微電網(wǎng)正式投運(yùn)，成為南方電網(wǎng)公司首個(gè)“源(水電)-網(wǎng)-荷-儲”中壓特色微電網(wǎng)。

據(jù)了解，整個(gè)微電網(wǎng)的構(gòu)建參照500千伏變電站的3/2物理接線，突破性采用2個(gè)可編程計(jì)算機(jī)控制器節(jié)點(diǎn)，大大提升了微電網(wǎng)控制的靈活性。而2兆瓦的儲能配置可在大電網(wǎng)停電時(shí)自動黑啟動，通過對各支路合閘時(shí)的分段投入控制，采用以“水電-負(fù)荷小容量”交替啟動的方式逐步恢復(fù)供電，減少對主電源的沖擊，確保重點(diǎn)旅游區(qū)及鎮(zhèn)區(qū)其他用戶用電無憂。

如今,通過儲能開關(guān)站這個(gè)“神經(jīng)中樞”，該微電網(wǎng)能夠?qū)崟r(shí)自動調(diào)整運(yùn)行方式，使小水電站等分布式電源在停運(yùn)、并網(wǎng)運(yùn)行、離網(wǎng)運(yùn)行方式之間靈活轉(zhuǎn)換，解決供電區(qū)域豐水期高電壓和枯水期低電壓問題，極大提高了水電資源利用率，轄區(qū)中壓線路電壓合格率也大幅上升，困擾象窩山生態(tài)園等用戶多時(shí)的用電質(zhì)量問題得到徹底解決。

“微電網(wǎng)不僅盤活了小水電資源，也為當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村旅游發(fā)展注入了生機(jī)與活力。”鄭偉表示，項(xiàng)目投運(yùn)后，小水電全額消納，減少棄水約43%;共成線與鳳山線的電壓有效控制在9.3-10.7千伏的合理范圍內(nèi);象窩山生態(tài)園的供電可靠性從99.64%提升到99.99%，用戶年平均停電時(shí)間也從原來的14.85小時(shí)壓縮到1小時(shí)內(nèi)。