從“源”到“端”推動新能源高效利用

南瑞集團(tuán)建立從清潔能源消納到電能替代的一整套技術(shù)體系

南瑞集團(tuán)(簡稱“南瑞”)在能源生產(chǎn)與消費(fèi)的“源”與“端”，大力發(fā)展綠色低碳技術(shù)，逐步建立起從清潔能源消納到電能替代的一整套技術(shù)體系，在風(fēng)電、太陽能、水電、清潔用電等多領(lǐng)域開展技術(shù)研究、系統(tǒng)研發(fā)和設(shè)備制造，形成全產(chǎn)業(yè)鏈。

“推動綠色發(fā)展、低碳發(fā)展，離不開電力科技的創(chuàng)新和應(yīng)用。南瑞大力開展綠色低碳科技戰(zhàn)略，消納棄風(fēng)棄光，實施電能替代，不斷推動清潔能源高效利用。”南瑞副總工程師、技術(shù)中心主任朱金大說。

光伏化身虛擬水電機(jī)組

6月15日，南瑞總包承擔(dān)的貴州象鼻嶺水光互補(bǔ)農(nóng)業(yè)光伏電站項目光伏電站部分投運(yùn)。項目規(guī)劃容量60兆瓦，按“水光互補(bǔ)”、“農(nóng)光互補(bǔ)”模式開發(fā)。該項目利用水電站220千伏送出線路的容量富裕，將光伏與水電“打捆”送出，既能節(jié)省光伏部分送出線路投資，又能提高水電送出線路利用率和經(jīng)濟(jì)性，為探索清潔能源的發(fā)展模式起到了示范作用。

貴州象鼻嶺項目是南瑞承擔(dān)的水光互補(bǔ)項目之一。南瑞承擔(dān)的龍羊峽850兆瓦水光互補(bǔ)項目已成功運(yùn)行一年半時間。龍羊峽水光互補(bǔ)光伏電站通過水力、光伏兩種方式協(xié)調(diào)發(fā)電，優(yōu)先消納光伏發(fā)電，年光伏發(fā)電量超過15億千瓦時。

“南瑞大力探索清潔能源消納技術(shù)，多次承擔(dān)大型水光互補(bǔ)項目，利用水電機(jī)組的快速調(diào)節(jié)性能，將光伏的波動性出力調(diào)整為平滑出力，優(yōu)化電能質(zhì)量、穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)行。”南瑞水電公司新能源部門經(jīng)理劉強(qiáng)說。作為集控中心關(guān)鍵設(shè)備，南瑞在水電計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)十年的先進(jìn)經(jīng)驗，光伏計算機(jī)監(jiān)控的復(fù)雜程度小于水電，進(jìn)入光伏監(jiān)控領(lǐng)域并不費(fèi)勁。

新能源集控中心是新能源開發(fā)和電力建設(shè)過程中產(chǎn)生的一種新型、先進(jìn)、高效的調(diào)度和管理模式。它可以對同一區(qū)域內(nèi)的多個風(fēng)電場、光伏電站、生物質(zhì)能電站和水電站設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)視、集中控制、集中調(diào)度、集中管理，最大程度地實現(xiàn)資源優(yōu)化和能源效益化。

從大型光伏電站的發(fā)展趨勢來看，電站建設(shè)規(guī)模已經(jīng)從萬千瓦級向十萬千瓦級發(fā)展;電站的接入、送出也從單個電站單獨(dú)考慮向光伏電站集群以及多種電源組合，如風(fēng)光互補(bǔ)、水光互補(bǔ)設(shè)計發(fā)展。“龍羊峽項目相當(dāng)于把光伏電站作為水電的一個虛擬機(jī)組，提升并網(wǎng)的穩(wěn)定性。在清潔能源消納的方式方法上，國內(nèi)仍處于探索的階段，目前的原則仍是因地制宜，根據(jù)項目實際情況靈活采取互補(bǔ)方案。”南瑞水電公司事業(yè)部總監(jiān)王惠民說。

推動風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化

6月中旬，在張北風(fēng)光儲輸基地示范項目現(xiàn)場，南瑞技術(shù)人員正在進(jìn)行20兆瓦風(fēng)電虛擬同步機(jī)的批量實施工作。2016年底，南瑞研發(fā)的首臺風(fēng)電虛擬同步機(jī)已成功投運(yùn)，相關(guān)技術(shù)水平世界領(lǐng)先。風(fēng)電虛擬同步機(jī)以風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)為載體，改善風(fēng)電機(jī)群大規(guī)模集中接入對電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠性的影響，提高大電網(wǎng)的新能源接納能力。

通過持續(xù)10年的密集投入，南瑞承擔(dān)了國家“863”計劃項目“風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越技術(shù)”等20余個科研項目，獲得了10多份低電壓穿越測試認(rèn)證報告，在國內(nèi)率先通過風(fēng)機(jī)電網(wǎng)適應(yīng)性認(rèn)證，是國內(nèi)少數(shù)具備高電壓穿越技術(shù)的企業(yè)。

科技成果第一時間應(yīng)用到工程現(xiàn)場。南瑞研制的機(jī)組控制系統(tǒng)產(chǎn)品，包括變流器、主控、變槳等，在國內(nèi)市場份額中處于第一梯隊，降低成本一半以上。目前，南瑞為約2000臺風(fēng)電機(jī)組提供核心控制產(chǎn)品，保障近3200兆瓦風(fēng)電新能源安全可靠接入電網(wǎng)。

不僅在陸上風(fēng)電項目，南瑞還發(fā)力海上風(fēng)電項目。去年底，魯能集團(tuán)“江蘇東臺200兆瓦海上風(fēng)電項目”投運(yùn)，南瑞總包建設(shè)海上升壓站及岸上集控站大二次系統(tǒng)建設(shè)。該項目是國內(nèi)電壓等級最高、離岸最遠(yuǎn)的海上風(fēng)電項目，也是南瑞第一個海上風(fēng)電項目。

近兩年，南瑞正針對新的挑戰(zhàn)開展新的技術(shù)研究，系統(tǒng)性研究海上風(fēng)電的并網(wǎng)接入技術(shù)，正攻關(guān)目前完全依賴進(jìn)口的海上風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)，已在江蘇如東海上風(fēng)電場投入運(yùn)行海上風(fēng)電變流器，項目運(yùn)行半年各項指標(biāo)良好。“我們正在進(jìn)行海上風(fēng)電變流器的批量國產(chǎn)化替代推廣，同樣可以降低成本一半以上。”南瑞風(fēng)電技術(shù)經(jīng)理過亮說。

打造岸電整體解決方案

京杭運(yùn)河岸電項目共包含9個水上服務(wù)區(qū)共計109套低壓小容量一體化岸電系統(tǒng)，屆時可以實現(xiàn)“一卡通”，未來還將實現(xiàn)微信、App等支付方式。該項目年替代電量288萬千瓦時，減少船用發(fā)電機(jī)燃油消耗1440噸，減少二氧化碳排放4608噸。

據(jù)南瑞岸電工程師黃堃介紹，岸電發(fā)展總體呈現(xiàn)“標(biāo)準(zhǔn)化、多元化”的發(fā)展趨勢。目前，南瑞在港口岸電領(lǐng)域自主研發(fā)形成了“高壓、低壓、小容量”的全套岸電系統(tǒng)設(shè)備支撐體系，形成了包含岸電技術(shù)咨詢、規(guī)劃設(shè)計、裝備制造、檢測檢驗、運(yùn)行維護(hù)在內(nèi)的全業(yè)務(wù)體系和整體解決方案。同時，南瑞積極推動岸電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。作為主要編寫單位，完成了公司7項岸電相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。5月11日，國家能源局正式批準(zhǔn)籌建能源行業(yè)岸電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，標(biāo)委會秘書處由南瑞承擔(dān)。