福建莆田湄洲島南部深澳底沙灘彩旗飄飄、人頭攢動，一年一度的海祭媽祖典禮在這里舉行。在相距媽祖廟不到千米之處，湄洲島儲能電站里，福建電科院狀態(tài)評價中心的范元亮博士輕輕點擊電腦鼠標，進入運行監(jiān)控界面，發(fā)出系統(tǒng)啟動命令。幾個簡單操作后，站內儲能系統(tǒng)、保護終端等一二次設備自動投入運行，服務海祭媽祖典禮供電保障工作。
給海島接上“充電寶”
全島保電更有底
莆田湄洲島是聞名海內外的“媽祖故鄉(xiāng)”，媽祖文化是中國首個信俗類世界非物質文化遺產，每年吸引數百萬游客和信客到此觀光。長期以來，湄洲島重要的保供電任務不斷。島上主要依靠與海岸對側忠門變電站相連的雙回10千伏海底電纜供電。
隨著近年來湄州島用電負荷快速增長，海纜供電能力已呈現不足之勢，海底電纜的安全性也較難保障。為了提升湄洲島供電可靠性，國網福建電力組織福建電科院牽頭實施，中國電科院、許繼集團共同承擔，建設湄洲島儲能電站。
2014年3月，湄洲島儲能電站建成投運，占地400多平方米，主要由1000千瓦/2000千瓦時的磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)、兩臺500千伏安雙向變流器、系統(tǒng)監(jiān)控及一次接入設備組成。儲能電站緊鄰湄洲島海底電纜進島開閉所，遙望大海對側的110千伏忠門變電站，出線接至開閉所10千伏母線，與海底電纜一起為全島供電。
“通俗地說，儲能電站類似于一個放大版的手機充電寶，只是容量更大，工作電壓等級更高，涉及交直流變換。”范元亮介紹說。湄洲島儲能電站額定功率為1000千瓦，可存儲電能2000千瓦時，在用電低谷時，通過逆變器，將10千伏電網里的交流電變成直流電，存在鋰電池里;在用電高峰時，再將存在電池里的直流電轉化成交流電，補給至10千伏電網。該電站在用電高峰時可承擔全島十分之一的電能供應。
建成這樣一個海島儲能電站并不容易。項目立項之初，國內尚無接入海島中壓電網的兆瓦級磷酸鐵鋰電池儲能電站，沒有相關經驗可供參考。福建電科院技術人員查閱國內外大量相關資料，對儲能電站的電池系統(tǒng)、保護系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)深入攻堅;莆田供電公司配合做好土地征用、青苗賠償、配電網負荷數據收集和接入管理等相關工作，確保電站順利建成。
“在項目建設期間，我們要頻繁坐船登島，經常遇到大風大浪，船搖晃得厲害，很多同事都暈船。就是在這種條件下，我們用兩年的時間牽頭負責完成了整座儲能電站的設計、施工、安裝、調試、運維。經過大家的共同努力，有了現在面朝大海、與周圍環(huán)境和諧相融的儲能電站站房。”參與電站研發(fā)的福建電科院工程師鄭高感嘆道。
2015年，在第五屆中國國際儲能大會上，在來自國內及美國、加拿大、日本、韓國、澳大利亞、英國、德國等國家300多位代表的共同見證下，湄洲島儲能電站獲評“中國最美微電網示范項目”。
提升應急供電能力
提高配電網末端供電質量
“受過往船只和臺風等自然災害的影響，湄洲島海底電纜曾多次發(fā)生外破事故，搶修起來極為不便，難以短時間恢復供電?，F在有了儲能電站，我們心里就踏實多了。”湄洲島供電公司綜合部主任林強高興地說。
2017年3月27日～4月3日，受湄洲島漁港碼頭施工作業(yè)影響，湄洲島海纜Ⅰ路發(fā)生外破故障，全島負荷轉移至海纜Ⅱ路，期間全島最高用電負荷接近8000千瓦，超過海纜Ⅱ路安全輸送功率。4月2日19時至21時期間，全島有功負荷達到最高7800千瓦。
“當時，我們緊急啟動儲能電站，提供最高880千瓦功率補償，將海纜Ⅱ路輸送功率控制在7270千瓦安全輸送功率以內，保障了全島可靠用電。”湄洲島供電公司運檢部主任游雋慶介紹說。
實際上，儲能電站對于湄洲島的好處是多方面的。當單回海纜發(fā)生故障時，可通過儲能電站的功率補償，滿足全島的用電需求，并將另外一回海纜輸送功率控制在安全范圍內，進而提高10千伏海島配電網的應急供電能力。當全島失去雙回海纜電源時，儲能電站可獨立承擔起湄洲島媽祖廟的供電任務。
為確保供電切換“零閃動”，專業(yè)人員還研制了基于電池儲能系統(tǒng)的在線保供電裝置，當電網故障停電時，可平滑切換至裝置獨立供電，保障重要負荷的可靠用電。此外，通過調節(jié)儲能電站的充放電功率和恒頻恒壓控制，還可發(fā)揮其改善配電網末端供電質量和削峰填谷的作用。
湄洲島是海峽兩岸文化交流的窗口，在這個“月月有活動，季季有賽事”的海島，幾乎每次活動對電網建設、用電服務以及保電等方面的要求都很高。
以前，每逢海峽論壇、媽祖誕辰等各種重要會議、活動，莆田供電公司都需要臨時安排發(fā)電車保電，最多的一次調派了9輛發(fā)電車上島。而儲能電站投運以來，已參與湄洲島重大活動保電近20次，極大地減輕了重大活動的保供電壓力。
“為保證儲能電站設備安全可靠運行，依托福建省高供電可靠性配電技術企業(yè)重點實驗室和國網強臺風環(huán)境抗風減災實驗室(培育)，我們還建立了生態(tài)海島高供電可靠性試驗基地，開展‘高鹽霧、高濕熱’環(huán)境下電網設備材料腐蝕驗證研究，持續(xù)觀測儲能電站的電力設備，尤其是儲能元件，在沿海腐蝕環(huán)境下的運行工況。”范元亮說。
實現綜合能源服務
促進生態(tài)海島建設
今年9月30日，湄洲島綜合能源服務示范區(qū)特色項目——海景大酒店停車場、游泳池走廊分布式光伏發(fā)電項目正式并網，光伏裝機容量103.7千瓦，預計年平均發(fā)電量11.6萬千瓦時。
海景大酒店是國網福建電力大力推進的湄洲島綜合能源服務示范點之一，目前已采用合同能源管理模式，開展全電廚房改造，建設分布式光伏等多個項目。而湄洲島儲能電站，在島內綜合能源服務新業(yè)態(tài)格局中，將發(fā)揮保障電網安全穩(wěn)定運行、削鋒填谷等重要作用。
“儲能電站投運以來，對我們島的開發(fā)建設和旅游業(yè)發(fā)展起到很大的促進作用。”湄洲島國家旅游度假區(qū)經貿招商局局長郭金木說。
湄洲島是莆田第二大島，陸地面積14.35平方公里，包括大小島、嶼、礁30多個，島上太陽輻射充足、季風盛行。通過湄洲島儲能電站，可以充分利用島上的氣候特點，采用風光儲互補發(fā)電技術，提高配電網末端對風電、光伏發(fā)電的消納能力。
國網福建電力正考慮對湄洲島儲能電站原有1000千瓦/2000千瓦時儲能系統(tǒng)進行改造，二期再建設一套1000千瓦/2000千瓦時儲能系統(tǒng)，組成集中式儲能電站，同時將在酒店、公共建筑等推廣建設分布式儲能系統(tǒng)，與島上的光伏、風電組成多能互補系統(tǒng)，實現風、光、儲、充一體化。屆時，儲能電站提高供電可靠性、服務重大活動保電的能力將進一步增強。
目前，國網福建電力正全力推進莆田湄洲島綜合能源服務示范區(qū)建設，依托湄洲島儲能電站，進一步探索島嶼區(qū)域綜合能源整體解決方案。2018年，該公司首批建設“用能管家”服務云平臺、媽祖論壇酒店綜合能源服務、海絲申遺建筑智能樓宇等項目，計劃到2020年，實現“水、電、氣、熱”等綜合能源智能監(jiān)控全覆蓋，以及全島“風、光、儲”集中優(yōu)化調度。屆時，電能占終端能源消費的比重將超過95%，光伏、風電等清潔能源裝機及儲能容量明顯提高，二氧化碳排放量減少50%。
國網福建電力還將在示范區(qū)建成電動汽車“五公里”充電圈，實現漁港、碼頭岸電設施全覆蓋以及電力無線通信專用網絡全覆蓋，逐步將湄洲島培育成基于多能互補和網源互動目標的綠色生態(tài)海島。
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