2023年5月26日14时27分,内蒙古电力集团额济纳地区“源网荷储”微电网示范工程投产第一阶段纯新能源黑启动试验圆满成功,这也是国内第一个全县域、全负荷品类、全新能源的源网荷储离网示范项目的黑启动试验。打破了传统电力系统运行对常规旋转机组的依赖,为构网型储能技术发展开辟了全新应用场景,为全国新型能源体系构建提供了重要参考。
额济纳地区“源网荷储”微电网示范工程项目,在既有的电网、风力、光伏发电的基础上,新建25MW/25MWh磷酸铁锂储能系统,7.2MW柴油发电机,通过优化整合本地源、网、荷资源,增加调节性、保障性资源,实现了区域电网能够在并网和离网方式下运行,坚强局部电网,彻底解决额济纳旗供电可靠性问题。
所谓黑启动,是指整个电力系统因极端灾害等原因全部停运后,处于全“黑”状态,不依靠外部电力的情况下就可以启动发电机组系统,进而带动恢复电网的供电。
本次黑启动试验模拟额济纳地区电网大面积停电,达莱呼布构网型储能站微电网控制器启动所有储能变流器实现零起升压,恢复达莱呼布变重要负荷供电,并为苏泊淖尔光伏电站、天风哈日布勒风电场并网提供频率、电压支撑,通过微电网控制器实时调整实现风电、光伏、负荷和储能的多源协调运行,使整个微电网频率和电压保持在合格范围,系统连续稳定运行15分钟顺利并入内蒙古电网,纯新能源黑启动结束。
在实施过程中,内蒙古电力科学研究院高度重视、统筹协调,第一时间成立调试项目部,先后组织安排继电保护及综自研究所、电力系统技术研究所、新能源技术研究所、可靠性及电能质量中心、热控自动化研究所与化学技术研究所多专业技术骨干奔赴现场,全方位保障试验安全顺利开展,通过相互之间的紧密配合、协同合作,成功攻克电压源特性的构网型储能与电流源特性的纯新能源多时间尺度协调控制的技术难题,填补了多项黑启动领域应用的国内空白,关键时刻彰显了电科院过硬技术和责任担当,为此次黑启动的成功奠定了坚实的基础。同时,本次试验的完成为后续开展第二阶段额济纳旗全域离网中长期运行试验,实现了充分摸底,积累了宝贵经验。
该试验以构网型储能装置为启动电源,在微电网完全离网状态下,跨越3个电压等级(110千伏、35千伏、10千伏),横贯额济纳旗东西262千米、11万平方千米的广域大网架,支撑2座新能源场站并网发电,构成了3场(构网型储能站、光伏电站、分散式风电场)4站7线的纯新能源微电网,将有效缓解额济纳地区单电源供电问题。
构网型储能系统除具备电量峰谷平移、平滑新能源外特性、黑启动、电源备用等常规储能全部功能,还通过控制内电势幅值和相角,实现功率自同步控制,呈电压源特性,可有效提升系统惯量与短路容量、改善电网阻尼特性,并可提供快速动态无功补偿,增强对电网的电压支撑,是弱区域电网稳定运行的基石。额济纳项目中构网型储能的应用,解决了该地区近年在“源网荷储”推进中系统稳定的难题,对系统的频率、电压和短路电流进行支撑,提高系统的韧性,确保系统稳定运行。
额济纳地区“源网荷储”微电网示范工程项目,立足于探索构建“源网荷储”高度融合的新型电力系统发展路径,对服务国家能源战略,实现“双碳”目标,促进绿色可持续发展具有借鉴作用。电科院将认真贯彻集团公司“1469”中长期发展战略,继续秉承“支撑为本、创新为魂”,为推动内蒙古电网高质量发展,建立新型电力系统稳定性认知体系,促进能源结构转型高效利用,提供更加坚强的技术保障,为集团公司加快建设世界一流现代化能源服务企业提供不竭动力。