核心提示面對分布式資源的集中接入與消納給配電網運行帶來的挑戰，國網湖北省電力有限公司試點建設了一批新型配電網示范項目，黃岡市黃州區新型配電網示范項目是其中的典型代表。該項目探索了適應電力“源網荷儲充”一體化和多能互補發展的新型有源配電網建設技術路線，助推新能源電源并網。
(資料圖片)
6月25日，在湖北黃岡供電公司路口供電所，“源網荷儲充”數字化監控平臺實時顯示著配電網當天消納的新能源電量數據，新型配電網助力實現了分布式光伏電量全額消納。“當前交直流混聯系統5個臺區的光伏發電出力最大為515千瓦，用電負荷最高為489千瓦，光伏發電超出用電負荷的部分由儲能設備存儲，讓每一度綠電都得到了高效利用。”該公司配電部主任操燕春介紹。
近年來，光伏發電、儲能、充電樁等分布式資源集中接入電網，給配電網安全穩定運行帶來新考驗。國網湖北省電力有限公司試點建設了一批新型配電網示范項目，其中，黃岡市黃州區新型配電網示范項目安裝了5套600千瓦基于鏈式架構的低壓柔性互聯裝置，是目前國內容量最大（3000千瓦）、端口最多（5個端口）的0.4千伏低壓交直流混合配電系統，成為湖北電網首個“源網荷儲充”友好交互的新型配電網，為未來智慧配電網建設提供了參考。
傳統配電網智能運行控制能力亟須提升
建設分布式光伏是助力實現“雙碳”目標與鄉村振興的一項重要舉措。
2021年7月，黃岡市黃州區政府發布分布式光伏規模化開發試點實施方案，計劃開發總容量16.1萬千瓦的光伏發電，其中黨政機關光伏3.7萬千瓦、公共建筑光伏2.1萬千瓦、工商業光伏2.5萬千瓦、居民戶用光伏7.8萬千瓦，還要求電網對分布式光伏發電“應接盡接”并進行電量消納。
分布式光伏的集中開發和并網給傳統配電網的安全穩定運行帶來挑戰。同時，充電樁等用電設施數量的快速增加也為電網帶來沖擊性負荷加大等問題。黃岡高新區供電中心副主任劉銘俊介紹，傳統配電網中，即使是相鄰的兩個配電臺區，如果一個重載，另一個輕載，因為它們都是相對獨立運行的配電系統，較難實現統一智能控制，也無法進行余缺互濟。
分布式光伏集中接入帶來的挑戰也是湖北電網在新能源快速發展形勢下必須直面的考驗。截至2021年年底，湖北省新能源發電總裝機接近1800萬千瓦，同比增長37.1%。全省分布式光伏大規模集中建設并在短期內就地分散接入配電網，對電網的承載能力和消納能力以及配電網的智能運行控制等都提出了更高要求，探索智慧配電網建設路徑迫在眉睫。
新型配電網具有高彈性、高適應性
自2021年起，國網湖北電力聚焦“雙碳”目標，積極推動新型電力系統建設，瞄準建設安全可靠、靈活高效、智能友好、開放互動以及具有高彈性、高適應性的智慧配電網目標，建設了8個新型配電網示范項目，黃岡市黃州區“源網荷儲充”友好交互的新型配電網示范項目是其中之一。
2022年3月，黃岡供電公司啟動黃州區“源網荷儲充”友好交互的新型配電網示范項目建設，重點采用低壓物聯、分布式儲能、柔性互聯等技術，開展低壓柔直互聯臺區、低壓配電網透明化、“零碳”供電服務大樓、“源網荷儲充”數字化監控平臺建設。
今年1月，項目基本建成，交直流混聯、送受端并存、微電網共生、多主體互動的新型智慧配電網投入運行。如今的路口供電所，屋頂上安裝了一排排光伏板，大廳前安裝了3臺60千瓦新能源汽車充電樁，院內還裝有柔直變流艙、儲能艙，監控室里運行著“源網荷儲充”數字化監控平臺。
黃州區新型配電網示范項目創新應用了DC/DC直流負載柜、柔直變流艙、自同步電壓源等核心技術和關鍵裝備。每個柔直變流艙的交流端口接入電網，直流端口接入當地分布式光伏電源，還可以接入負荷端、儲能端，實現“源網荷儲充”的靈活互動。此外，項目通過低壓配電網透明化建設，在臺區綜合配電箱、表前端子箱、用戶端等安裝四級低壓物聯網開關，實現新型配電網可觀、可測、可控和故障精準定位、快速隔離。
“低壓柔直互聯后，5個配電臺區實現聯體運行。以前，如果新接入光伏電源超過單臺配電變壓器容量200千瓦，變壓器就要增容，而臺區合體后的最大光伏電源接入容量可達3000千瓦，無須增容就可以實現對光伏電源的應接盡接。”操燕春介紹，柔直互聯的配電網能像海綿一樣，在適應“源網荷儲充”方面具有高彈性、高適應性，充分接納新能源電源。該柔直系統已接入光伏用戶6戶、容量837千瓦，接入直流快充充電樁5個、容量300千瓦，節省了配電網大規模重構、改造費用約295萬元。
黃州區新型配電網示范項目還顯著提升了供電可靠性。柔直系統配置了儲能艙和數字化監控平臺后，如同配置了人工智能大腦的“充電寶”，具備多種智能運行方式。正常運行模式下，5個臺區的直流母線通過柔性互聯裝置合環運行，協調控制器實時監控各臺區功率，綠電優先在直流母線上消納，多余電量傳遞到臺區交流側。直流側發生故障時，5個臺區均可解列為獨立系統，由臺區自帶的終端控制器進行自治，確保光伏電站、儲能設備、充電樁的正常運行及居民正常用電。另外，系統內配置了直流保護裝置，可在5毫秒內準確定位并隔離故障區域。
柔直系統若出現“N-1”工況，會隨即啟動保電模式。3月10日，農電3號臺區低壓配電柜發生故障，但居民用電絲毫未受影響。5個臺區形成了“手拉手”供電狀態，10千伏公用配電網、光伏發電實現雙電源供電模式，任意1個配電臺區停運都不影響對居民供電。即使在極端情況下兩路電源都停電了，300千瓦時的儲能裝置也能夠保障1到2個小時的應急供電，形成三重供電保障，支撐微網運行。
黃州區新型配電網示范項目投運以來，光伏電源累計發電67806千瓦時，儲能艙累計充放電19932千瓦時，用戶供電可靠性由99.71%提升到99.99%。
新型配電網示范項目市場化運營加快推進
黃州區新型配電網示范項目建設實現了多項技術突破，采用了國內首套低壓智能分布式保護裝置、受本地控制的直流電源充電樁等先進設備和“源網荷儲充”數字化監控平臺等關鍵技術，提煉了項目設計、施工、驗收、運行典型經驗，為今后新型配電網建設運行提供了參考和指導。
黃岡供電公司還積極探索新型配電系統市場運營模式，試點負荷聚合商、虛擬電廠、車網互動（V2G）充電等運營模式，探索讓各方互利共贏，體現新能源綠色、環保、低碳的市場價值，為新能源可持續發展和新型配電網轉型升級創造良好的市場環境。
“我們通過建設新型智慧配電網，能夠引導新能源汽車有序錯峰充電，平抑用電負荷高峰，為保供電提供有力支撐。”黃岡供電公司新興產業發展公司總經理何威介紹，新能源汽車接上V2G充電樁，通過智慧配電網可以向大電網反向供電。假如同時有1.6萬臺新能源汽車配合向電網反送電，就相當于建設了一座百萬千瓦的火電廠，發揮這些儲能電池的頂峰作用，對于保供電、合理精準開展電網投資都有重要意義。
目前，國網湖北電力正在武漢沌口區域、宜昌城區試點建設城市新型配電網，在赤壁市、京山縣試點建設鄉村新型配電網示范項目，努力探索適應電力“源網荷儲充”一體化和多能互補發展的新型有源配電網建設技術路線，進一步提升電網經濟效益，持續助推能源綠色低碳轉型。
標簽：
