福建廈門,別稱鷺島。10月20日至23日,第24屆亞太電協(xié)大會在廈門舉辦,世界的目光再次聚焦這座海上花園城市。一流的城市需要一流的配電網(wǎng)。如今,一張“供電高可靠、源荷高聚合、信息高融合、服務(wù)高品質(zhì)”的高能級配電網(wǎng)正在鷺島加快推進(jìn),為廈門經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供充足動力。
這顆“鉆石”不一般
??碧波蕩漾,白鷺翩躚。位于東南沿海的廈門,是一座高素質(zhì)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之城,也是一座高顏值的生態(tài)花園之城。夜幕降臨,華燈初上,整個鷺島光彩照人,展現(xiàn)出別樣的風(fēng)情與浪漫。
??10月20日至23日,第24屆亞太電協(xié)大會在廈門舉辦,本次大會以“綠色低碳 電亮未來”為主題,為各方探討能源轉(zhuǎn)型、推動綠色發(fā)展提供了重要平臺。
??在這場國際盛會舉辦地廈門國際會展中心附近,一張無形的鉆石型配電網(wǎng)正在加快鋪開。
??電網(wǎng)連接電力生產(chǎn)和消費(fèi),是重要的網(wǎng)絡(luò)平臺,是能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié)。配電網(wǎng)是電力供應(yīng)鏈中聯(lián)系電網(wǎng)企業(yè)和終端用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其可靠性、服務(wù)水平、清潔能源接納能力是支撐城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會和諧、綠色低碳、環(huán)境友好的關(guān)鍵。
??鉆石型配電網(wǎng)的電網(wǎng)形態(tài)因與“鉆石切割面”的線條分布非常類似而得名,它是以10千伏開關(guān)站為核心、雙側(cè)電源供電、配置自愈功能的雙環(huán)網(wǎng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu),具有安全韌性、友好接入、堅強(qiáng)可靠以及經(jīng)濟(jì)高效的特點(diǎn),能夠滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展高可靠性供電的要求。
??福建廈門供電公司經(jīng)研所蔣航,已從事電網(wǎng)規(guī)劃工作9年。這些年,他目睹著廈門電網(wǎng)實現(xiàn)配電自動化覆蓋率100%,清潔能源消納100%,城市配電網(wǎng)供電可靠性居國內(nèi)領(lǐng)先水平,覺得很自豪。
??福建是國家電網(wǎng)有限公司新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)之一,國網(wǎng)福建省電力有限公司圍繞新型電力系統(tǒng)“是什么”“怎么建”,提出了打造東南清潔能源大樞紐、高能級配電網(wǎng)大平臺、“數(shù)字閩電”大生態(tài),實現(xiàn)清潔低碳水平領(lǐng)先、安全穩(wěn)定水平領(lǐng)先、效率效益水平領(lǐng)先的“三大三先”發(fā)展目標(biāo)。
??廈門是福建省唯一的新型電力系統(tǒng)示范市,國網(wǎng)福建電力持續(xù)高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)打造廈門高能級配電網(wǎng),聚力形成供電高可靠、網(wǎng)架高承載的能量配置樞紐,信息高融合、狀態(tài)全感知的智慧物聯(lián)體系,源荷高聚合、靈活全接入的開放共享平臺,服務(wù)高品質(zhì)、低碳高能效的能源服務(wù)生態(tài),為廈門城市建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)可靠的供電保障。
??鉆石型配電網(wǎng)是廈門市高能級配電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容,也是廈門新型電力系統(tǒng)示范試點(diǎn)工程之一。“我剛?cè)肼殨r,配電網(wǎng)發(fā)展主要以提高供電能力為主,現(xiàn)在主要以提高供電可靠性為目標(biāo),滿足多元負(fù)荷的接入需求。”蔣航介紹,當(dāng)前,充電樁、分布式電源、儲能等可調(diào)節(jié)資源快速發(fā)展,對配電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行提出更高要求。今年,廈門加快建設(shè)鉆石型配電網(wǎng),全力打造靈活互動、高度自愈的高可靠性城市配電網(wǎng)架。
??作為經(jīng)濟(jì)特區(qū),廈門經(jīng)濟(jì)活力十足。2022年,廈門全市地區(qū)生產(chǎn)總值實現(xiàn)7802.7億元,增長4.4%,增速高于全國1.4個百分點(diǎn),增速排名全國15個同類城市首位。
??快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)需要高可靠的供電。鉆石型配電網(wǎng)有“不停電的配電網(wǎng)”之稱,在供電可靠性和負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力方面具有顯著的優(yōu)勢:鉆石型配電網(wǎng)可以實現(xiàn)故障快速自愈,400毫秒內(nèi)完成故障隔離重構(gòu),區(qū)域供電可靠率提升至99.999%以上;轉(zhuǎn)供能力強(qiáng),不同變電站雙側(cè)供電,負(fù)荷轉(zhuǎn)供能力達(dá)100%;滿足檢修方式下“N-1”安全校核要求,有效減少計劃檢修及施工停電時間,大幅提升城市中心區(qū)的供電可靠性;適應(yīng)能力強(qiáng),基于縱聯(lián)電流差動保護(hù),適應(yīng)大量分布式電源接入,且滿足環(huán)網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行條件。
云端調(diào)控源荷儲
??隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲能設(shè)施等靈活資源接入電網(wǎng),電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行及配置能力優(yōu)化面臨挑戰(zhàn)。
??推動源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。廈門供電公司依托省級調(diào)控云平臺,探索構(gòu)建多元源網(wǎng)荷儲聚合的新型能源自治體系,創(chuàng)新“省—地—配—臺—戶”分層協(xié)同調(diào)控模式。廈門供電公司調(diào)度控制中心副主任高俊彥說:“這個新模式貫通了500千伏省級電網(wǎng)至0.4千伏末梢電網(wǎng),在網(wǎng)的每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備都一覽無余。相較于原先電網(wǎng)調(diào)度的‘源隨荷動’模式,現(xiàn)在調(diào)度側(cè)通過省地一體化中低壓負(fù)荷預(yù)測、精準(zhǔn)負(fù)荷控制、分布式能源群調(diào)群控等新技術(shù),構(gòu)建了統(tǒng)籌全網(wǎng)全電壓等級可調(diào)節(jié)資源,分層分區(qū)精細(xì)化調(diào)節(jié)電網(wǎng)的‘源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動’新模式。”
??接入電網(wǎng)的資源具有不同的特征,發(fā)揮著不同的作用。廈門供電公司對配電網(wǎng)負(fù)荷成分進(jìn)行識別劃分,針對各類行業(yè)負(fù)荷及分布式電源的特征,建立預(yù)測模型,實現(xiàn)配電網(wǎng)負(fù)荷的精細(xì)化預(yù)測;通過功率群調(diào)群控模塊,規(guī)?;_展直調(diào)分布式光伏、自治臺區(qū)、分布式儲能協(xié)同互濟(jì);與虛擬電廠平臺聯(lián)動實現(xiàn)對饋線、母線及變電站的可調(diào)節(jié)負(fù)荷量分析、調(diào)用,并實現(xiàn)緊急情況下開展主配協(xié)同精準(zhǔn)負(fù)荷控制。
??近年來,廈門分布式光伏發(fā)展迅速。2021年,廈門市海滄區(qū)、同安區(qū)、翔安區(qū)入選全國整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)名單。一排排藍(lán)色的光伏板,扮靚了居民的屋頂,提升了海島的顏值。
??在廈門市同安區(qū)蓮花鎮(zhèn)軍營村,上千平方米的光伏頂棚讓恒利茶業(yè)有限公司茶園的觀光廊道更加漂亮。按照25年運(yùn)營周期來計算,該項目可以提供489萬千瓦時的清潔電能。
??“廈門是沿海城市,云多風(fēng)大,當(dāng)云層遮擋住陽光時,就會影響光伏的發(fā)電功率?!备呖┱f,他們把廈門分成3×3千米的網(wǎng)格,每個網(wǎng)格安裝氣象監(jiān)測裝置,然后再結(jié)合光伏電站的發(fā)電容量及發(fā)電能力進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的評估,開展光伏發(fā)電功率預(yù)測。目前,廈門供電公司已實現(xiàn)超短期(4小時內(nèi))及短期(3天內(nèi))的光伏發(fā)電功率預(yù)測?;诳茖W(xué)的功率預(yù)測數(shù)據(jù),廈門供電公司提前布局,加快電網(wǎng)建設(shè),滿足清潔能源并網(wǎng)需求。
??依托調(diào)控新模式,廈門供電公司可在滿足清潔能源就近消納的前提下,提升電網(wǎng)調(diào)度精益化水平,同時配合虛擬電廠運(yùn)行,激活社會潛在資源,在不增加電網(wǎng)投資的前提下緩解區(qū)域局部用電緊張情況,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行,實現(xiàn)多方共贏。
??同時,廈門供電公司按照“三圖層(電網(wǎng)圖、交通圖、氣象圖)、四場景(操作全場景、工作全場景、搶修全場景、故障全場景)”設(shè)計路線,構(gòu)建“全場景”現(xiàn)代配網(wǎng)供電調(diào)控服務(wù)體系,建設(shè)現(xiàn)場作業(yè)管控全場景一張圖,全面提升供電調(diào)控服務(wù)能力。
??鼓浪嶼與廈門本島隔海相望,是世界文化遺產(chǎn)地、璀璨的海上明珠。漫步鼓浪嶼的小街,花紅樹綠,建筑古樸,令人流連忘返。
??位于鼓浪嶼的大德記開關(guān)站,是福建第一棟“光儲直柔”一體化用電建筑。為保護(hù)歷史建筑的原始風(fēng)貌,廈門供電公司為該建筑量身定制了一塊紅磚式薄膜光伏幕墻,吸引了眾多游客的目光。
??這棟建筑內(nèi)使用直流電器,白天陽光充裕時,小樓的光伏幕墻及光伏窗發(fā)出來的直流電無須轉(zhuǎn)換為交流電即可就地消納,余電自動儲存到儲能系統(tǒng)中;夜間,儲能系統(tǒng)對建筑進(jìn)行供電,實現(xiàn)“削峰填谷”。據(jù)測算,整樓光伏發(fā)電總功率為3千瓦左右,每天光照12小時可發(fā)電30多千瓦時,基本實現(xiàn)自發(fā)自用,成為真正的“零碳建筑”。
??廈門供電公司積極推動源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展,不斷提升供電可靠性,促進(jìn)清潔能源消納,助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。
高效互動秒響應(yīng)
??能源綠色低碳轉(zhuǎn)型是不可逆轉(zhuǎn)的時代趨勢。新能源具有隨機(jī)性、波動性、間歇性等特點(diǎn),隨著大規(guī)模新能源接入電網(wǎng),如何保障可靠供電能力備受關(guān)注,虛擬電廠應(yīng)運(yùn)而生。
??今年6月,福建省首個虛擬電廠平臺在廈門上線運(yùn)行。作為國網(wǎng)福建電力新型電力系統(tǒng)示范建設(shè)項目,廈門虛擬電廠平臺按照“政府主導(dǎo)、電力主動、社會參與”模式,以新能源最大化消納、經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)、電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行最優(yōu)為目標(biāo),構(gòu)建多元實時可調(diào)負(fù)荷資源池,基于可調(diào)負(fù)荷預(yù)測分析和資源動態(tài)分配策略,參與各電壓等級電網(wǎng)調(diào)度協(xié)同控制,實現(xiàn)資源聚合調(diào)控和供需雙向互動,滿足負(fù)荷高峰用電需求,服務(wù)廈門高能級配電網(wǎng)建設(shè)。
??“虛擬電廠并不是真正的電廠,而是一個智慧能源管控平臺?!睆B門供電公司虛擬電廠平臺項目相關(guān)負(fù)責(zé)人翁俊解釋說,虛擬電廠將分散的空調(diào)、儲能、自備發(fā)電機(jī)、充電樁等可調(diào)節(jié)的電力資源有效聚合和協(xié)同優(yōu)化,在用電高峰時,引導(dǎo)客戶主動削減用電負(fù)荷,向電網(wǎng)輸出等效富余電力,實現(xiàn)電力供需平衡。
??與一般的電力需求響應(yīng)相比,虛擬電廠以信息化數(shù)字技術(shù)為支撐,聚合了用戶側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的海量數(shù)據(jù),能夠?qū)崟r跟蹤電網(wǎng)和用戶設(shè)備的運(yùn)行情況,實現(xiàn)電力負(fù)荷的組合、分析、優(yōu)化和調(diào)度,有利于更好更快地削峰填谷。
??近年來,電動汽車逐漸進(jìn)入尋常百姓家,成為綠色出行的新風(fēng)尚。廈門城市核心區(qū)已形成0.9公里充電服務(wù)圈,公共充電設(shè)施密度全國第一?!俺潆姌妒菑B門虛擬電廠平臺上優(yōu)質(zhì)的可調(diào)節(jié)電力資源,它可以實時調(diào)節(jié)充電功率,響應(yīng)電網(wǎng)需求。充電樁運(yùn)營商還可以通過價格機(jī)制引導(dǎo)車主在用電低谷時期充電,為電網(wǎng)讓出富余電力?!蔽炭≌f。
??廈門虛擬電廠平臺上的可調(diào)節(jié)資源分為約時客戶和實時客戶,約時客戶按照約定時間響應(yīng)電網(wǎng)需求,而實時客戶則實時響應(yīng)電網(wǎng)需求。廈門供電公司積極引導(dǎo)各類資源主動參與交互,推動廈門市政府在省級需求響應(yīng)政策基礎(chǔ)上,提高需求響應(yīng)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),實時響應(yīng)補(bǔ)貼最高達(dá)12元每千瓦時,同時引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù),利用其不可修改、可溯源的優(yōu)點(diǎn),確保業(yè)務(wù)、資金公開透明。
??在翁俊看來,隨著更多分布式電源接入虛擬電廠平臺,虛擬電廠不僅能引導(dǎo)客戶在用電高峰期少用電,還能引導(dǎo)客戶在用電低谷期多用電、用綠電,助力解決電網(wǎng)的跨區(qū)平衡問題,緩解局部地區(qū)的用電緊張狀況。
??目前,廈門虛擬電廠平臺已聚合600多家參與主體約42萬千瓦可調(diào)資源。未來,廈門虛擬電廠平臺將探索更多靈活商業(yè)運(yùn)營模式,依托平臺的運(yùn)營管理和聚合能力,逐步實現(xiàn)輔助服務(wù)、電力現(xiàn)貨交易等更多綜合功能,實現(xiàn)資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制,改變消費(fèi)側(cè)用電習(xí)慣,培養(yǎng)全社會低碳用能消費(fèi)觀。
??向新而變,向綠而行。美麗的鷺島乘上高能級配電網(wǎng)建設(shè)的快車,正在充滿光榮與夢想的新征程上大步向前。