內(nèi)蒙古電力集團以戰(zhàn)略為引領，在“推動能源供給革命”實踐方面不斷走深走實，成功建成國內(nèi)首個具備獨立運行能力、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)蒙古電力集團依托額濟納地區(qū)豐富的風光資源優(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日順利落地實施。該工程從建設伊始便具備科技創(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)試驗及1次應急實戰(zhàn)，成功構(gòu)建“雙百”電力系統(tǒng)，更延伸應用至額濟納旗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、新能源及負荷種類均創(chuàng)國內(nèi)新型電力系統(tǒng)構(gòu)建之最。經(jīng)權威機構(gòu)鑒定，項目整體技術達到國際領先水平，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)蒙古額濟納達萊呼布10千伏構(gòu)網(wǎng)型儲能站，已安全運行356天。
在推動“源網(wǎng)荷儲”廣域純新能源電力系統(tǒng)建設過程中，集團公司探索實踐了五條創(chuàng)新示范新路徑。
路徑一：額濟納“源網(wǎng)荷儲”一體化創(chuàng)新示范項目。該項目充分發(fā)揮額濟納地區(qū)風光充足的資源稟賦，有效提升地區(qū)多源互補、“源網(wǎng)荷儲”一體化建設、電網(wǎng)供電可靠性及新能源最大化消納。項目構(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，可全面提升應急工況下的額濟納全域負荷分類分級分時供電保障和風險御防能力。為解決“風、光、柴、儲、網(wǎng)”聯(lián)合安全穩(wěn)定運行奠定了堅實基礎。
路徑二：純新能源電力系統(tǒng)全域離網(wǎng)中長期運行試驗。集團公司以額濟納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項目為支撐，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)中長期運行試驗，在電網(wǎng)單回主電源停電期間，為額濟納地區(qū)生產(chǎn)生活提供了可靠的備用綠電保障，開啟了額濟納旗全域綠色電源離網(wǎng)不停供的全新篇章。試驗期間，廣域純新能源電力系統(tǒng)離網(wǎng)累計供電量約138萬千瓦時，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益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。構(gòu)網(wǎng)控制技術通過控制內(nèi)電勢幅值和相角進而改變功率，整體呈現(xiàn)電壓源特性，可實現(xiàn)能量的自然釋放；同時又具備一定的自律能力，可實現(xiàn)多電壓源并聯(lián)運行，綜合性能堪比常規(guī)同步機組，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)機組在電網(wǎng)中發(fā)揮電壓源支撐作用。構(gòu)網(wǎng)控制技術是基于儲能變流器構(gòu)建的虛擬同步機組，可模擬旋轉(zhuǎn)電機外特性，無需鎖相環(huán)即可實現(xiàn)多電源同步運行，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。額濟納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項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、刀閘位置，對整個“源網(wǎng)荷儲”一體化進行全局拓撲分析。系統(tǒng)采集站內(nèi)保護裝置的動作信號、開關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、離關系，若判斷“源網(wǎng)荷儲”孤網(wǎng)發(fā)生非計劃性離網(wǎng)，則快速進行非計劃性離網(wǎng)控制，并進一步通過現(xiàn)有的光伏、風電、儲能容量以及柴油發(fā)電機能量配置等，滿足地區(qū)電網(wǎng)孤網(wǎng)運行時的負荷需求。微網(wǎng)系統(tǒng)可自動實現(xiàn)風光儲和風光、柴儲的無縫切換，保障系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定運行。離網(wǎng)情況下，只需保留風光、柴儲及重要負荷所經(jīng)的線路、母線、變壓器、聯(lián)絡線等，即可獨立運行，大幅提升地區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性。
路徑五：多機并聯(lián)快速黑啟動技術。額濟納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項目配置的儲能系統(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)運行。儲能變流器離網(wǎng)多機構(gòu)網(wǎng)模式并聯(lián)控制技術，通過模擬同步發(fā)電機的電氣模型、下垂調(diào)頻、調(diào)壓特性對逆變器進行調(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并網(wǎng)和離網(wǎng)運行狀態(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，其采用的關鍵狀態(tài)記憶、電壓源并網(wǎng)穩(wěn)定技術、同期技術，可實現(xiàn)并離網(wǎng)的平滑切換，具有易實現(xiàn)、同期精度高、速度快的優(yōu)點。
從以上五項創(chuàng)新實踐可以看出，額濟納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項目成果具有非常高的應用效果及價值前景。一是構(gòu)網(wǎng)型儲能設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)火電機組支撐、源荷雙隨機波動、穩(wěn)定電源不能滿足全額負荷用電需求等條件下，可實現(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，以及應急工況下的重要負荷保障和風險御防能力。三是“源網(wǎng)荷儲”一體化項目是向能源互聯(lián)網(wǎng)邁進的一項技術革新。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，以電為核心是當今社會發(fā)展趨勢。人工智能、能源互聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展，將繼續(xù)帶動微電網(wǎng)運行控制技術快速革新。
額濟納“源網(wǎng)荷儲”微電網(wǎng)示范項目，是集團公司首個將重點科技項目與重大示范工程融合建設的項目。項目建設期間，集團公司精心組織各參建單位統(tǒng)一思想、提高站位，推動項目實現(xiàn)“快建設、早竣工、早見效”目標。項目建設嚴格執(zhí)行里程碑計劃，采取“日”工作計劃管控，科學組織技術力量按工程土建、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，確保工程按期高質(zhì)量竣工。同時，加強安全質(zhì)量進度、安全措施及過程管控。嚴格執(zhí)行相關方管理辦法，對施工單位“雙準入”條件嚴格把關，施工方安排整建制隊伍進場施工，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)，參建方認真履行各自創(chuàng)優(yōu)職責，安排專人負責創(chuàng)優(yōu)推優(yōu)，保證按照時間節(jié)點完成創(chuàng)優(yōu)任務。
隨著多元融合高彈性電網(wǎng)建設需求，電網(wǎng)對新設備、新技術的需求更加迫切，“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，為實現(xiàn)“雙碳”目標開啟了新的供電模式，充分體現(xiàn)了新型電網(wǎng)建設的前瞻性，對服務國家能源戰(zhàn)略，推動能源供給革命，促進綠色可持續(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)略貢獻了“蒙電力量”。
●項目建設團隊獲得集團公司“敬業(yè)奉獻蒙電楷?！狈Q號
●項目論文《區(qū)域電網(wǎng)新能源互補與源網(wǎng)荷儲配電一體化系統(tǒng)構(gòu)建》榮獲中國（第五屆）電力技術市場協(xié)會創(chuàng)新技術活動二等獎
●項目案例《額濟納地區(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》
●項目案例《源網(wǎng)荷儲微電網(wǎng)示范項目管理及實踐》獲得內(nèi)蒙古自治區(qū)能源科技裝備創(chuàng)新應用十大典型案例、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踐案例、中國能源報雙碳科技創(chuàng)新典型案例以及全球能源電力綠色轉(zhuǎn)型創(chuàng)新實踐案例
●項目論文《結(jié)合參數(shù)辨識和牛頓插值的并網(wǎng)逆變器延時補償策略》在《現(xiàn)代電力》雜志首發(fā)
●項目論文《源網(wǎng)荷儲一體化控制管理應用》獲得第24屆亞太及西太平洋電力協(xié)會優(yōu)秀論文獎
●項目《基于構(gòu)網(wǎng)型儲能技術的純新能源電力系統(tǒng)構(gòu)建及示范應用》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)先進技術裝備與優(yōu)秀系統(tǒng)解決方案、能源環(huán)境領域科技創(chuàng)新成果二等獎以及第六屆全國設備管理與技術創(chuàng)新技術類成果一等獎
