內(nèi)蒙古電力集團(tuán)以戰(zhàn)略為引領(lǐng)，在“推動能源供給革命”實(shí)踐方面不斷走深走實(shí)，成功建成國內(nèi)首個具備獨(dú)立運(yùn)行能力、低短路容量、泛電壓等級、廣覆蓋范圍的“源網(wǎng)荷儲”廣域純新能源電力系統(tǒng)——額濟(jì)納地區(qū)“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范工程，并入選《中國國有企業(yè)踐行“四個革命 一個合作”能源安全新戰(zhàn)略案例集》。
內(nèi)蒙古電力集團(tuán)依托額濟(jì)納地區(qū)豐富的風(fēng)光資源優(yōu)勢，由阿拉善供電公司承建的“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范工程，于2023年9月1日順利落地實(shí)施。該工程從建設(shè)伊始便具備科技創(chuàng)新屬性，不僅圓滿完成3次國內(nèi)首例純新能源電力系統(tǒng)試驗(yàn)及1次應(yīng)急實(shí)戰(zhàn)，成功構(gòu)建“雙百”電力系統(tǒng)，更延伸應(yīng)用至額濟(jì)納旗11.46萬平方千米內(nèi)3萬多客戶的廣域電網(wǎng)，系統(tǒng)規(guī)模、供電范圍、新能源及負(fù)荷種類均創(chuàng)國內(nèi)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建之最。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)鑒定，項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為國家新型能源體系構(gòu)建作出重大示范，為電網(wǎng)綠色低碳發(fā)展和提升邊疆地區(qū)供電可靠性提供了全新方案。截至8月20日，內(nèi)蒙古額濟(jì)納達(dá)萊呼布10千伏構(gòu)網(wǎng)型儲能站，已安全運(yùn)行356天。
在推動“源網(wǎng)荷儲”廣域純新能源電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，集團(tuán)公司探索實(shí)踐了五條創(chuàng)新示范新路徑。
路徑一：額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲”一體化創(chuàng)新示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目充分發(fā)揮額濟(jì)納地區(qū)風(fēng)光充足的資源稟賦，有效提升地區(qū)多源互補(bǔ)、“源網(wǎng)荷儲”一體化建設(shè)、電網(wǎng)供電可靠性及新能源最大化消納。項(xiàng)目構(gòu)建的廣域純新能源電力系統(tǒng)具備智能管理、監(jiān)控、通訊、并離網(wǎng)無縫切換、預(yù)警管理分析等功能，兼具并網(wǎng)友好互動性與離網(wǎng)安全穩(wěn)定性，可全面提升應(yīng)急工況下的額濟(jì)納全域負(fù)荷分類分級分時供電保障和風(fēng)險(xiǎn)御防能力。為解決“風(fēng)、光、柴、儲、網(wǎng)”聯(lián)合安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
路徑二：純新能源電力系統(tǒng)全域離網(wǎng)中長期運(yùn)行試驗(yàn)。集團(tuán)公司以額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項(xiàng)目為支撐，成功開展國內(nèi)首例廣域純新能源電力系統(tǒng)全域離網(wǎng)中長期運(yùn)行試驗(yàn)，在電網(wǎng)單回主電源停電期間，為額濟(jì)納地區(qū)生產(chǎn)生活提供了可靠的備用綠電保障，開啟了額濟(jì)納旗全域綠色電源離網(wǎng)不停供的全新篇章。試驗(yàn)期間，廣域純新能源電力系統(tǒng)離網(wǎng)累計(jì)供電量約138萬千瓦時，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益60.53萬元，減少碳排放430噸，為國家新型能源體系構(gòu)建、電網(wǎng)綠色低碳發(fā)展、網(wǎng)架完善、可靠性提升和新能源消納提供了全新方案。
路徑三：全新構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)。構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)通過控制內(nèi)電勢幅值和相角進(jìn)而改變功率，整體呈現(xiàn)電壓源特性，可實(shí)現(xiàn)能量的自然釋放；同時又具備一定的自律能力，可實(shí)現(xiàn)多電壓源并聯(lián)運(yùn)行，綜合性能堪比常規(guī)同步機(jī)組，有效提升電網(wǎng)短路容量，改善電網(wǎng)轉(zhuǎn)動慣量，代替常規(guī)旋轉(zhuǎn)機(jī)組在電網(wǎng)中發(fā)揮電壓源支撐作用。構(gòu)網(wǎng)控制技術(shù)是基于儲能變流器構(gòu)建的虛擬同步機(jī)組，可模擬旋轉(zhuǎn)電機(jī)外特性，無需鎖相環(huán)即可實(shí)現(xiàn)多電源同步運(yùn)行，功率自動分配，為系統(tǒng)提供慣量及短路容量。同時“源網(wǎng)荷儲”一體化系統(tǒng)可改善常規(guī)發(fā)電機(jī)控制的不足，如阻尼控制、調(diào)速控制、勵磁控制，并根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)一步增加直流分量、短路電流主動抑制等功能，大幅提升電網(wǎng)頻率、電壓以及功角穩(wěn)定水平。
路徑四：離網(wǎng)型孤島控制技術(shù)。額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項(xiàng)目配置的孤島判別系統(tǒng)，采用分布式區(qū)域控制裝置，通過采集變電站各個間隔的電氣量以及開關(guān)、刀閘位置，對整個“源網(wǎng)荷儲”一體化進(jìn)行全局拓?fù)浞治?。系統(tǒng)采集站內(nèi)保護(hù)裝置的動作信號、開關(guān)變位信號和故障電氣量，快速識別“源網(wǎng)荷儲”孤網(wǎng)與外部電網(wǎng)并、離關(guān)系，若判斷“源網(wǎng)荷儲”孤網(wǎng)發(fā)生非計(jì)劃性離網(wǎng)，則快速進(jìn)行非計(jì)劃性離網(wǎng)控制，并進(jìn)一步通過現(xiàn)有的光伏、風(fēng)電、儲能容量以及柴油發(fā)電機(jī)能量配置等，滿足地區(qū)電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時的負(fù)荷需求。微網(wǎng)系統(tǒng)可自動實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲和風(fēng)光、柴儲的無縫切換，保障系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定運(yùn)行。離網(wǎng)情況下，只需保留風(fēng)光、柴儲及重要負(fù)荷所經(jīng)的線路、母線、變壓器、聯(lián)絡(luò)線等，即可獨(dú)立運(yùn)行，大幅提升地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性。
路徑五：多機(jī)并聯(lián)快速黑啟動技術(shù)。額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項(xiàng)目配置的儲能系統(tǒng)，具備整體黑啟動功能，在黑啟動過程中，多臺處于電壓源模式的儲能變流器將并聯(lián)運(yùn)行。儲能變流器離網(wǎng)多機(jī)構(gòu)網(wǎng)模式并聯(lián)控制技術(shù)，通過模擬同步發(fā)電機(jī)的電氣模型、下垂調(diào)頻、調(diào)壓特性對逆變器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其在并網(wǎng)外部特性上與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)相似。一方面可提高系統(tǒng)的阻尼和慣性，另一方面能夠同時適應(yīng)并網(wǎng)和離網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，無需轉(zhuǎn)換控制模式，能夠保證并離網(wǎng)無縫切換。在黑啟動成功后，離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)過程中，其采用的關(guān)鍵狀態(tài)記憶、電壓源并網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)、同期技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)并離網(wǎng)的平滑切換，具有易實(shí)現(xiàn)、同期精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。
從以上五項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐可以看出，額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項(xiàng)目成果具有非常高的應(yīng)用效果及價(jià)值前景。一是構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備及一體化控制系統(tǒng)，以新能源場站為主供電源，在無常規(guī)火電機(jī)組支撐、源荷雙隨機(jī)波動、穩(wěn)定電源不能滿足全額負(fù)荷用電需求等條件下，可實(shí)現(xiàn)全縣域特高比例新能源電力系統(tǒng)并離網(wǎng)無縫切換和連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行。二是通過“源網(wǎng)荷儲”配電一體化動態(tài)存儲，可一體化構(gòu)建新能源消納，將大幅提升地區(qū)電網(wǎng)正常工況下的電網(wǎng)友好性互動、區(qū)域電壓自治能力，以及應(yīng)急工況下的重要負(fù)荷保障和風(fēng)險(xiǎn)御防能力。三是“源網(wǎng)荷儲”一體化項(xiàng)目是向能源互聯(lián)網(wǎng)邁進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)革新。從國內(nèi)情形看，近年來圍繞高比例新能源電網(wǎng)或系統(tǒng)的概念提法很多；從本質(zhì)上看，多能互補(bǔ)，以電為核心是當(dāng)今社會發(fā)展趨勢。人工智能、能源互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，將繼續(xù)帶動微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)快速革新。
額濟(jì)納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項(xiàng)目，是集團(tuán)公司首個將重點(diǎn)科技項(xiàng)目與重大示范工程融合建設(shè)的項(xiàng)目。項(xiàng)目建設(shè)期間，集團(tuán)公司精心組織各參建單位統(tǒng)一思想、提高站位，推動項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)“快建設(shè)、早竣工、早見效”目標(biāo)。項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格執(zhí)行里程碑計(jì)劃，采取“日”工作計(jì)劃管控，科學(xué)組織技術(shù)力量按工程土建、基建轉(zhuǎn)序、電氣調(diào)試、單體調(diào)試、聯(lián)調(diào)聯(lián)試有序推進(jìn)，確保工程按期高質(zhì)量竣工。同時，加強(qiáng)安全質(zhì)量進(jìn)度、安全措施及過程管控。嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)方管理辦法，對施工單位“雙準(zhǔn)入”條件嚴(yán)格把關(guān)，施工方安排整建制隊(duì)伍進(jìn)場施工，確保人員水平專業(yè)化，有效提升工作配合度和工程精益度。期間，同步開展工程創(chuàng)優(yōu)，參建方認(rèn)真履行各自創(chuàng)優(yōu)職責(zé)，安排專人負(fù)責(zé)創(chuàng)優(yōu)推優(yōu)，保證按照時間節(jié)點(diǎn)完成創(chuàng)優(yōu)任務(wù)。
隨著多元融合高彈性電網(wǎng)建設(shè)需求，電網(wǎng)對新設(shè)備、新技術(shù)的需求更加迫切，“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)工程以源源互動、源以荷動提升了配電網(wǎng)的可靠性和富裕度，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)開啟了新的供電模式，充分體現(xiàn)了新型電網(wǎng)建設(shè)的前瞻性，對服務(wù)國家能源戰(zhàn)略，推動能源供給革命，促進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展具有借鑒作用，為自治區(qū)踐行創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念和“四個革命、一個合作”能源安全戰(zhàn)略貢獻(xiàn)了“蒙電力量”。
●項(xiàng)目建設(shè)團(tuán)隊(duì)獲得集團(tuán)公司“敬業(yè)奉獻(xiàn)蒙電楷模”稱號
●項(xiàng)目論文《區(qū)域電網(wǎng)新能源互補(bǔ)與源網(wǎng)荷儲配電一體化系統(tǒng)構(gòu)建》榮獲中國（第五屆）電力技術(shù)市場協(xié)會創(chuàng)新技術(shù)活動二等獎
●項(xiàng)目案例《額濟(jì)納地區(qū)“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范工程典型案例》入選《中國國有企業(yè)踐行“四個革命 一個合作”能源安全新戰(zhàn)略案例集》
●項(xiàng)目案例《源網(wǎng)荷儲微電網(wǎng)示范項(xiàng)目管理及實(shí)踐》獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)能源科技裝備創(chuàng)新應(yīng)用十大典型案例、全國能源互聯(lián)網(wǎng)十佳案例、電力源網(wǎng)荷儲一體化卓越案例、全國電力可靠性管理典型實(shí)踐案例、中國能源報(bào)雙碳科技創(chuàng)新典型案例以及全球能源電力綠色轉(zhuǎn)型創(chuàng)新實(shí)踐案例
●項(xiàng)目論文《結(jié)合參數(shù)辨識和牛頓插值的并網(wǎng)逆變器延時補(bǔ)償策略》在《現(xiàn)代電力》雜志首發(fā)
●項(xiàng)目論文《源網(wǎng)荷儲一體化控制管理應(yīng)用》獲得第24屆亞太及西太平洋電力協(xié)會優(yōu)秀論文獎
●項(xiàng)目《基于構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)的純新能源電力系統(tǒng)構(gòu)建及示范應(yīng)用》榮獲國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺十大科技創(chuàng)新成果、工業(yè)綠色微電網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)裝備與優(yōu)秀系統(tǒng)解決方案、能源環(huán)境領(lǐng)域科技創(chuàng)新成果二等獎以及第六屆全國設(shè)備管理與技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)類成果一等獎
