科技创新——新能源产业快速发展的关键

作者:郭文英 肖清明  发布时间:2018-11-06   来源:中国电力网

10月23日,在宁夏广阔无垠的戈壁滩上,一座座白色的风机在蓝天白云下随风起舞;一排排宝石般的光伏板在阳光下熠熠生辉,为“塞上江南”增添了一抹独特的风情。

宁夏是中国首个新能源综合示范区,目前形成了8个大规模风电光伏产业集群,是我国大规模推广应用绿色能源的重要基地。宁夏新能源消纳处于国内领先水平,与发达国家水平相当。

国网宁夏电力公司以科技创新助力新能源发展,促进了新能源在更大范围内的消纳。

开展课题攻关 创新成果效益显著

人眨眼一次一般需要0.1秒,即100毫秒,而重达5吨、高3米有余的世界首台超高压快速真空断路器可轻松用20毫秒完成分闸、合闸动作,切除故障电路或重新恢复供电。

“这是目前世界范围内已知最快开断短路电流速度。”参与国家电网有限公司“363千伏/5000安/63千安快速断路器关键技术研究及样机研制”重点研发攻关的黄永宁自豪地说。该项目于2017年7月上线运行。国网宁夏电力掌握了超高压快速断路器设计与控制关键技术,并衍生开发出快速开关型变阻抗节能变压器、快速开关型限流技术与串联补偿技术等多项科技创新成果。

此外,国网宁夏电力在新能源建模方面也开展了大量先试先行工作。该公司依托首个通过自治区论证的能源领域实验室“宁夏电力能源安全重点实验室”,积极与国内顶级科院校合作,开展了大量前瞻性研究,取得了一系国际领先的科研成果。

国网宁夏电力研发团队一次次寻找问题症结,一个难点一个难点攻克。

为提升高比例新能源电网仿真计算准确性,弥补国内分析程序在新能源建模方面的不足,国网宁夏电力先后投资近3000万元资金全面提升实验室仿真计算分析技术装备和功能。该公司创新性构建了新能源发电标准化建模方法,在仿真平台电磁暂态模型库中建立了典型风机动态模型,实现了电网计算精度从秒级到毫秒级的飞跃。

2013年,国网宁夏电力结合宁夏创建新能源综合示范区发展契机,依托智能电网建设,主动请缨,牵头开展了国家科技支撑项目子课题“多环节综合互动的智能电网综合示范工程”,成为宁夏首个牵头完成国家科技支撑项目课题的单位。

“多环节综合互动的智能电网综合示范工程”研究项目以提升新能源消纳为目标,历时5年,建立了发、输、配、用、微、储等多环节双向互动电网运行新模式,建成了宁夏智能电网综合集成示范工程。该项目首次在国内以最小的成本实现常规电源、集中式新能源与分布式发电的互动,实现了激励引导客户“随风光而动”调整用电,精准撮合客户的移峰能力和电网移峰需求,实现了超特高压直流功率“随风光而动”,将新能源消纳途径从挖掘电源侧能力扩大到大客户负荷侧互动潜力,拓展了市场,丰富了新能源消纳手段,提升了消纳水平。项目创造直接经济效益超5亿元。

2016年,国网宁夏电力根据大型能源基地电力系统连锁故障阻断策略研究,创新性开发了宁夏电网灾变及阻断仿真模拟软件。同时,这个研发团队又创新性提出基于计及停电风险与控制代价的协调控制算法,优化了电力系统灾变的模拟与控制,大大提高了高比例新能源电网抵御严重故障的能力。

5年来,国网宁夏电力为提升新能源并网安全运行和消纳水平,在科技创新方面,完成了包括国家科技支撑计划在内的研究课题近百项,解决了新能源并网发电可预测、可监视、可控制,新能源接入有序合理,新能源场站信息安全,新能源单个机组和机群模型准确性等一系列问题。

多环节互动 实现新能源最大化消纳

宁夏银川南郊戈壁上的800千伏灵州变电站内,源源不断的电能正搭乘特高压“顺风车”,“驶向”浙江绍兴。

然而早在2009年,国网宁夏电力就意识到,要服务好新能源大规模并网发电的需求,就要提前预知新能源发电的“习性”,因此在国内率先开展了新能源并网功率预测的探索性研究。当时,该公司研发了国内首套应用于调度部门的风光一体化功率预测系统,在风光功率预测的综合应用和基于数值天气预报数据的光伏电站出力预测模型研究方面,达到了国际领先水平。该系统通过不断使用、完善,目前已经覆盖到宁夏电网所有224家场站,可对未来新能源出力进行0~4小时超短期、72小时短期预测,预测准确率由初期的不足80%,提升至当前的90%,实现了新能源发电的先知先觉。

运用高科技解决“调峰”问题,破解消纳困境是新能源产业健康发展的重点。对此,国网宁夏电力通过多环节互动实现新能源最大化消纳,创新开展新能源消纳技术研究。

“国网宁夏电力充分利用灵绍等特高压直流外送电通道优势,加大跨区新能源外送规模,积极扩大中长期外送电交易规模,促进了新能源在更大范围内消纳。”宁夏电力调控中心相关负责人表示。

数据显示,2018年上半年,宁夏电网新能源发电量143亿千瓦时,同比增长26.4%;新能源弃电量3.54亿千瓦时,弃电率2.42%,同比下降2.28%;新能源外送28.25亿千瓦时,同比增长59.88%,宁夏电网在西北地区同等条件下弃电率控制最好,新能源消纳总体水平位居全国前列。

      关键词: 宁夏电力,新能源


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