岛屿微电网变“外输电”为“自发电”

近日，我国北方第一个岛屿微电网工程──山东烟台长岛“分布式发电及微电网接入控制”工程通过国家发展改革委验收，正式竣工投运，这是继南方浙江舟山以外全国第二个岛屿微电网工程，被授予“国家物联网重大应用示范工程”称号。它为未来微电网的规划设计、电价计费和商业运行提供了范例和借鉴，同时为分布式电源工程设计、运行维护、运营管理等问题的工程化进程提供了良好的科研基地。 山东电力相关负责人表示“通过这个项目，百姓可以享受到由风能、光能转变而来的稳定、优质、绿色的电能，告别完全依靠外部供电的历史，逐步实现低碳排放、甚至零排放。对海岛来说，微电网可让其实现从‘外输电’到‘自发电’的转变。” 形成自制系统，24小时不间断供电 “分布式发电及微电网接入控制示范工程” 位于山东烟台长岛县砣矶岛。砣矶岛作为长岛北部5个岛屿之一，岛内居民约5000人，是长岛县居民最多的一个岛。海岛电网最大负荷约0.1万千瓦，岛内建有35千伏变电站和1.2万千瓦风电场。 为了探索为海岛提供稳定电力的最佳途径，来自国网山东电力的科学家、工程师结合当地的情况，研究设计独立的“微电网”。在交通不便、严寒酷暑和海岛气候多变等诸多不利条件下，项目建设和研发团队基于物联网关键技术在岛内安装了各类传感器2229只，建设了16千伏光伏发电系统、0.1万千瓦柴油发电系统、0.15万千瓦时混合储能系统(由0.1万千瓦时磷酸铁锂电池系统、360千瓦时铅酸电池系统以及500千瓦×15秒超级电容系统构成)等多种类型的分布式电源，进行了35千伏砣矶变电站改造，开发了海岛微电网能量协调优化调度系统，攻克了微电网孤岛系统频率/电压稳定控制、异步风机改造、微电网并网/孤岛平稳切换等一系列技术难题。 山东电科院首席专家孙树敏表示“微电网的最大优势在于提高电力系统面临突发灾难时的抗灾能力，当电网处于正常运行状态时，微电网处于储能预备状态。当海底电缆受到外力破坏失电时，岛上的微电网储能系统可在电缆断电瞬间快速建立岛上电网电压、稳定系统频率，并自动启动柴油发电机组，建立对岛上风力发电机的控制，建立稳定的电网电压，形成海岛电力自我控制、保护和管理的自制系统，以保证岛内负荷的不间断供电。有效解决海岛地区用电难的问题。” 实时控制调度，新能源发电超60% 该工程包括开发建设微电网协调控制与调度系统，在砣矶岛建设储能系统，对北部五岛现有柴油发电机组和电网进行改造，建成具有分布式电源、负荷、储能系统及能量转换装置、调控系统的微电网系统，以实现北部五岛清洁能源并网控制和电网安全运行。 通过以上工程的建设，海岛丰富的风电资源有了送出通道。 孙树敏说“微电网在接纳可再生能源、建设环境友好型社会等方面能够发挥重要作用。当储能系统快速释放能量、柴油发电机组开始启动时，该工程能通过微电网协调控制系统实时调节岛内风电出力和负荷需求，从而实现功率平衡和系统稳定。” 通过该工程，岛上可再生能源发电的比例将超过60%，形成风电、光伏发电、波浪能发电等多种可再生能源电源，燃气轮机、储能装置快速调峰电源多种能源结构的新型电力交换系统。按照该工程建设前砣矶岛电网年平均故障时间168小时、接入微电网2台750千瓦风电机组计算，该工程投运后将每年提升风电消纳25万千瓦时，按照2010年我国平均供电标准煤耗333克/千瓦时测算，每年可节约标煤83吨。 该工程还实现了海岛电网并网与孤岛双模式可靠运行及平稳切换、分布式电源及微电网智能设备状态实时在线监测、广域气象监测等功能，具备设备故障预警能力，提高了设备潜在故障预发现、预处理能力，人工巡查劳动量降低40%，设备状态检修管理效率提升30%，节约了人力资源成本。