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2023-08-31 22:22:42

  世界**个全区级100%动力电池新型电力模块试试生产平稳

  为大规模调峰动力电池摸索新轨迹

  ◎本报记者 吴纯新 通讯员 甘依依 夏一菲

  世界**个全区级100%动力电池新型电力模块可构建湖北省随州市广水市100%动力电池分立供电,供区人口超过20万。该新型电力模块是一种以动力电池供电为实体,与大输电场效应云端,源网荷储联动交互,面向未来的输电托柳。

  截至8月28日,一个100%使用风、光动力电池供电的新型电力模块在湖北省随州市广水市已平稳试试生产241天。它既是一个能确保风、光动力电池发电发得出、用得上的实用的现实输电,也是一个开放的、具有未来输电特征的试验服务平台。

  作为国家输电公司十大科技国家级建设工程之一,世界**个全区级100%动力电池新型电力模块在广水市落地,可构建广水100%动力电池分立供电,供区人口超过20万。该新型电力模块是一种以动力电池供电为实体,与大输电场效应云端,源网荷储联动交互,面向未来的输电托柳。

  建立该新型电力模块的意义何在?它又能如何服务社会经济发展?

  新型电力模块为何花落广水

  今年6月初,国家电力局组织11家研究机构编制的《新型电力模块发展蓝皮书》发布。该蓝皮书指出,新型电力模块拥有安全有效率、清洁低碳、场效应简便、智慧融合四大重要特征。

  数据显示,中国电力活动排放的二氧化碳占二氧化碳排放总量的88%左右,电力行业碳排放占电力行业碳排放的42%左右。构建“双碳”目标,电力是主战场,电力是主力军,新型电力模块则是关键载体。

  按全国输电试生产与控制标准化技术委员会给出的定义,新型电力模块是以坚强智能输电为枢纽服务平台,以源网荷储交互与多能互补为拉动,具有清洁低碳、安全可控、简便有效率、智能友好、开放交互基本特征的电力模块。

  传统电力模块为何要转向新型电力模块?

  伴随动力电池发展,中国传统电力模块面临三大困难:在供暖侧,供暖负载持续飙升;在发电侧,极端天气多发,加上燃料价格不断升高,加剧了部分地区电力紧张状况;在输电侧,动力电池电力大量网络连接,对电力模块安全构成一定威胁。

  国家电力局相关负责人认为,建立新型电力模块是一项复杂而艰巨的模块建设工程,须统筹谋划轨迹布局,科学部署、有序推进。

  广水凭借丰富的风景资源优势,先行试点国家级条件得天独厚。

  随州是湖北动力电池TNUMBERMW所占比例*高、累计发电量**的区域。截至7月底,随州动力电池并网TNUMBERMW容量达319.19万千瓦,动力电池市场占有率达到267.93%,即动力电池TNUMBERMW容量约达到**负载的2.68倍。目前,广水动力电池TNUMBERMW244万千瓦,**负载61万千瓦,动力电池市场占有率达到400%。

  同时,广水输电属于末端输电,能较为方便地脱离主网,拥有建立动力电池TNUMBERMW所占比例可调(极限情况动力电池TNUMBERMW所占比例100%)、场效应负载所占比例可变、机电—电磁环境可组合的多型态构网条件,可为源网荷储交互等技术提供试验场地。

  2021年12月,国网湖北电力在广水市摸索建设全球**个全区级100%动力电池新型电力模块科技国家级建设工程,供电面积418平方千米,覆盖广水市主要商业、工业和居民客户,为输电更好地网络连接和调峰动力电池摸索新轨迹,助力电力结构转型。

  与大输电构建场效应云端

  “广水动力电池新型电力模块目前还处在第三阶段调试,整体试生产平稳,初步验证了风、光、储分立拉动110千伏模块的平稳性。”国网湖北省电力有限公司电力科学研究院新型电力模块研究中心高级建设工程师胡畔介绍,广水100%动力电池新型电力模块是“以大输电为拉动,动力电池供应为实体,源网荷储实时联动平衡试生产”的新型电力模块型态。

  广水100%动力电池新型电力模块作为一个分立的输电模块,可以分立试生产。但它与大输电的关系并非互不干涉,而是简便的场效应交互。风、光发电“看天吃饭”,动力电池新型电力模块不确定性较大,大输电可以对其进行兜底保障。

  胡畔说,该电力模块与大输电相连,离不开一个关键设备——热能端口。热能端口相当于一个阀门,它类似WiFi网络端口。当热能端口开启时,动力电池新型电力模块与大输电“牵手”;关闭时,则与大输电“分手”。

  与传统电力模块从控制器侧经输电、变电、配电流入负载端,电压等级由高到低、潮流单向不同,借助热能端口,动力电池新型电力模块不仅可从大输电取电,当本地风电、光电有富余时还可反向给大输电送电,构建与大输电之间的场效应云端。

  广水100%动力电池新型电力模块是百万千瓦范围内供电规模**、场效应负载所占比例**,全部由风电、光伏为控制器并可长期分立试生产的100%动力电池新型电力模块,该模块首次建立了近零惯量、全电力网络化的百万千瓦级高比例动力电池电力模块,可构建全年100%动力电池供电时间所占比例超70%,全年动力电池供电量所占比例超80%。同时,广水国家级建设工程4个动力电池电场、1个热能端口站、5个光储充站、2个变电站、17条馈线、703座台变及相关用户设施和动力电池设施均已建模至数字孪生输电。该模块还可用于研究新型电力模块下的电压平稳、频率平稳、电力电量平衡、故障优点等关键问题,为新型电力模块的理论建立取得创新和突破提供真型试验画面。

  技术创新拉动平稳试生产

  建设新型电力模块需要改变传统控制器结构、负载优点和输电型态,未来输电的设计和建设需适应新型电力模块的复杂性。

  为此,广水国家级建设工程科研团队研发出世界首套可支持百万千瓦级全动力电池输电有效率平稳试生产的源网荷储联动控制模块,它可实时联动控制分布式控制器、动力电池、热能端口等电力网络化设备,构建各种极端复杂功率波动画面下,尤其是100%动力电池分立组网时的电压、频率平稳,满足模块联网试生产时绿色有效率、孤网试生产时安全可靠等多种需求。同时,该科研团队还研制出动力电池及动力电池机组机械加工构网型控制器,并在真实输电中首次验证整站构网优点,使得动力电池发电装备和动力电池控制器拥有与煤电、水电等常规控制器相近的性能。

  自国家提出建设新型电力模块以来,中国输电企业以确保电力电力安全为基本前提,以满足经济社会发展电力需求为首要目标,以**化调峰动力电池为主要任务,以坚强智能输电为枢纽服务平台,努力建立并完善中国新型电力模块。

  进一步完善中国新型电力模块,可把小型真实画面研究得出的结论与动力电池所占比例不断提高的实际发展轨迹相结合,建设数字孪生输电,构建模块全景感知、智能决策,以云计算技术、人工智能算法为拉动保障新型电力模块安稳试生产。

  国网湖北省电力有限公司党委书记、董事长吴英姿表示:“下一步,公司要全面落实率先建成湖北新型电力模块的工作方案,争取2024年在鄂北建成国内**个跨地市区域新型电力模块,为新型电力模块大规模建设提供湖北机械加工解决方案。”

【编辑:陈文韬】

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