海南三沙永興島，這座由白色珊瑚貝殼沙堆積在礁平臺上而形成的珊瑚島，海水湛藍，沙灘潔白，海鳥成群，綠樹成蔭，美麗風光令人向往。可因為它距離海南島較遠，只能靠小型發(fā)電機供電，經常會出現(xiàn)跳閘斷電的情況，漁民儲存海鮮的冰柜經常被燒壞，還給島上環(huán)境帶來了污染。
5月27日，由柴油發(fā)電、光伏、儲能等多種能源互補的三沙永興島智能微電網建成，成為我國首個遠海島嶼智能微電網，海島從此有了可以和城市媲美的供電可靠性。
對于遠海島嶼來說，供電往往存在能源運輸成本高、發(fā)電設備極易受腐蝕損壞、受面積所限不能建設大型發(fā)電廠房等技術難題，極大影響了海島居民的正常生產生活，制約了海島經濟的發(fā)展。
“智能微電網未建成前，永興島的供電存在能源浪費和環(huán)境污染、供電可靠性低、電能質量差的問題。隨著智能微電網的順利投運，永興島的供電能力提高了8倍，同時，微電網也可以實現(xiàn)光伏等清潔能源100%的優(yōu)先利用，未來還可以實現(xiàn)波浪能、可移動電源等多種能源的靈活接入。”南方電網三沙供電局副局長葉世鋒介紹說。
目前，在我國的一些偏遠山區(qū)、海島等遠離城市的地方，仍然存在著一些未通電或者供電不穩(wěn)定的“電力空白區(qū)”。如果采用傳統(tǒng)電網供電的話成本很高，因此利用當地可再生能源發(fā)電，并配置儲能系統(tǒng)的智能微電網成為解決這些地區(qū)供電問題比較合適的方案。
永興島智能微電網，“智能”在哪里？
葉世鋒表示，這主要體現(xiàn)在三個方面：一是多級微網聯(lián)合優(yōu)化控制。通過對儲能和分布式電源的聯(lián)動調節(jié)，實現(xiàn)了清潔能源全額消納。二是多能互補協(xié)調運行控制。通過微電網優(yōu)化運行及能量管理技術，在不同運行工況下，實現(xiàn)多種能源發(fā)電、儲能和負荷的優(yōu)化管理和協(xié)調運行，最大限度減少石化能源發(fā)電設備運行和污染尾氣排放。三是智能負荷與電網互動運行控制。通過微電網與多級可控用戶負荷的智能互動技術，系統(tǒng)根據電力平衡情況及負荷優(yōu)先級下發(fā)可控負荷切除指令，保證了電網安全穩(wěn)定運行及重要負荷供電。
作為國家級電力技術領域的一項應用示范工程，三沙智能微電網能量管理系統(tǒng)歷經三年的研究與實踐。系統(tǒng)主站設立在永興島，可實現(xiàn)柴油發(fā)電機、光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、主子微網及海水淡化、充電樁等各類負荷數據的采集與監(jiān)控。
為了確?？煽啃?，永興島微電網通過海底光纖與400多公里外的海南電力調度控制中心相連，在需要的時候，可以在?？趤碚{控島上的微電網，從而使島上供電的可靠性提高。
與普通電網相比，智能微電網有什么特點？葉世鋒表示，智能微電網“麻雀雖小，五臟俱全”。與大電網不同的是，智能微電網采用的電源一般都是分布式可再生能源，比如柴油發(fā)電、波浪能發(fā)電、風力發(fā)電、光伏發(fā)電等；可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡，同時也可以與多級微電網進行能量交換保證系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保和經濟運行。
“此外，智能微電網內部的控制和相關保護技術，和大電網相比有一些相應的區(qū)別。大電網主要是單向潮流、簡單交互，從發(fā)電廠通過輸電線路到用戶，而微電網是內部的循環(huán),所以是雙向操作。用戶和電網之間可以交換能量，是雙向的流動，是主動交互，這是微電網和傳統(tǒng)電網本質的區(qū)別，提高了能源使用效率。”葉世鋒解釋說。
三沙智能微電網能量管理系統(tǒng)自2017年試運行以來，供電可靠率、電壓合格率、清潔能源消納率都達到100%，年節(jié)約柴油量逾400噸，約合人民幣200萬元。未來，南方電網計劃將含波浪能、光伏、儲能等分布式電源模式的供電模式推廣復制到同類型各島礁供電，改善島上生產生活用電水平。
“這只是一個開始，下一步，我們將把這種模式復制到其它海島上去，同時加快建設波浪發(fā)電，還有利用發(fā)電余熱進行制冷，更好滿足海島用能需求。”南方電網海南電網公司副總經理符永鋒說。
智能微網通過對儲能和分布式電源的聯(lián)動調節(jié)，實現(xiàn)了光伏等清潔能源全額消納。圖為海南三沙永興島光伏發(fā)電裝置。韓海光攝
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