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谈到咱们中国的电网,各位小伙伴脑海里会浮现出哪些形容词?那若是只用一个字去形容,各位会用哪个字?
在小e的心里,“稳”字,必有一席之地。
这里的“稳”,包含了稳定的能源供给、稳定的电能质量、强大的抗扰动能力等等。
根据中学知识,我们知道,衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。因此,电力系统稳定运行的一项关键任务,就是对电网频率进行控制,将电网频率稳定控制在50赫兹(我国交流电频率是50赫兹,允许波动范围为±0.2赫兹)。
在相当长的一段时间内,电网企业主要通过大型火电厂、大型水电厂来调频,因为他们体量大,用电功率的一点点小波动对其而言,影响很小,也相对比较容易实现调频的需求。
可如今,“时代变了”——随着新能源产业的不断发展,电网已经不是以往的火电、水电这种传统发电机组“一家独大”了,新能源的装机容量呈现快速追赶的趋势。
为了让更多的新型能源加入到电网调频的队伍中,近日,国网衢州供电公司与国网浙江电科院合作,通过在衢州江山莲华山工业园区的2座分布式光伏电站和1座储能电站上加装多功能调节控制终端,并采用非对称加密通讯技术,成功实现对这3座分布式电源的调频控制。
这项技术在浙江省内尚属首次,为分布式光伏、储能等新型电源参与电网调频提供了可推广的新样板。
既然电网每天已经在稳稳运行着了,他们为什么要费心思去做这个事呢,今天就让小e来跟大家好好说道说道。
能源“新秀”的困局
传统的电网,主要通过大型火电厂、大型水电厂来调频,因为他们体量大,也相对比较容易实现调频的需求。
但现在随着新能源产业的快速发展,电网已经不是以往的火电、水电这种传统发电机组“一家独大”了。
以浙江电网来说,截至今年9月底,浙江全社会光伏发电装机容量达3100万千瓦,约占浙江电力装机容量的四分之一。其中,分布式光伏装机容量在全社会光伏的占比已突破50%。要是再和以往一样全靠别人卖力,自个儿选择“躺赢”可不行。
对于光伏电站而言,它们要参与调频需要满足两个必要条件:加装相应的调频控制装置、与电力调度保持安全可靠的通信。目前,集中式光伏已有成熟的调频技术和实践应用,但分布式光伏目前还难以满足前面提到的两个条件。
一方面,分布式光伏具有量大分散、区域差异性强、可控性差的特点;另一方面,由于缺乏安全可靠又经济的通信方式,分布式光伏接入电力调度控制系统难以实现。同时,分布式光伏基本由用户投资建设和运维,网络通信装置差异较大,造成了分布式光伏直采接入电力调度控制系统困难重重。
破题之路
为了解决分布式光伏大规模并网带来的调频技术难题,技术人员从前面介绍的两个必要条件入手,逐个击破。
灵活采集,看它——
针对分布式光伏面临的现实情况,国网衢州供电公司联合国网浙江电科院,研发适配分布式光伏部署场景的“多功能调节控制终端”。该调节控制终端采用先进的嵌入式操作系统和灵活的模块化设计,终端内置无线通信模组,同时具备远动传输、自动发电控制、自动电压控制等功能,是具备多机合一的一体化采集通信和控制设备,提升维护工作质量和效率的同时,还具有节约设备投资成本、节省安装空间等优点。
在该调节控制终端的作用下,分布式光伏能够以直采方式接入调度主站,电力调度控制中心能够融合汇集所属区域的分布式光伏相关数据,根据电网频率调节需要,下发控制指令,从而将以往“没人管”“没法管”的各类分布式光伏电站纳入统一控制范畴,实现对海量分布式光伏的群调群控,实现分布式光伏的调频调峰。
可靠通信,有它——
此次的试点应用还有个值得一提的亮点,就是在传统的无线公网传输基础上,采用了非对称加密通信方式。这种方式采用较低成本的硬件就可实现无线信息传输,可大幅降低成本。同时其强大的通讯能力,对于一些老旧的分布式场站,可以在不干扰原有通讯的情况下完成电力调度控制的接入工作。
非对称加密通信方式是目前公认的最有效的一种加密通信方式之一,使得电力调度指令信息能够通过无线公网进行安全高效传递。非对称加密通信技术具有低时延、大带宽、海量连接等特性,可以在分布式电源调频设备与控制主站之间建立可靠联络。
可以说,“多功能调节控制终端”就像一只强有力的抓手,“非对称加密通讯技术”就像一根坚固可靠的牵引绳,一只只强有力的抓手抓住一个个分布式光伏发电装置,再经由一根根牵引绳连接到“电力调度控制系统”这个控制中枢,就牢牢控制住了数量庞大、点多面广的分布式光伏发电装置。
“我们通过加装多功能调节控制终端,实现了对分布式光伏等新型电源调频能力的‘可观、可测、可调、可控’,这为挖掘衢州百万千瓦级乃至全省千万千瓦级分布式光伏资源的调频能力探索出了一条新路径。”国网衢州供电公司调控中心方式计划室副主管李震介绍道。
供稿
衢州公司 陈运鹏 杨晓璇
衢州·江山公司 周炫炫
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