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国内首套大规模源网荷友好互动系统工程投运
作者: 佚名 时间:2018-8-4文章来源:中国电力新闻网访问量:219

世界最大规模“虚拟电厂”再扩容

“大规模源网荷友好互动系统”三期扩建工程建成投运,扩展可中断负荷毫秒级精准控制能力

秦虹 夏海峰

编者按2016年6月15日,国内首套“大规模源网荷友好互动系统”一期工程建成投运,受到了业内的广泛关注。次年二期工程投运,到今年三期扩建工程启动试运行,该系统实现了源网荷友好互动、避免电网遇险一刀切断电、智慧用电等。

7月25日13时10分,江苏电网最高调度用电负荷达到10015万千瓦,成为国家电网系统首个用电负荷连续两年突破1亿千瓦的省级电网。用电负荷节节攀高,为江苏电网带来了巨大压力。近年来,为缓解供电压力,江苏电网大规模源网荷友好互动系统前两期工程的优势逐渐显现,实现了快速负荷调控方式的根本性改变,也为迎峰度夏的电网树立了一道坚强的防线。

今年5月28日,由南瑞集团承担建设的国内首套“大规模源网荷友好互动系统”三期扩建工程投入试运行。“它的投运,预示着我国首次实现了大规模、多层级、多类型、多时间尺度可中断负荷协同控制的工程应用,标志着我国拥有了世界上最大规模的‘虚拟电厂’,为实现能源、资源更大范围的优化配置提供了更加坚强的保障。”南瑞集团稳定分公司总经理助理颜云松表示。

精准施策实现负荷调控根本改变

长期以来,我国能源供应受到能源资源分布不均衡和经济发展不均衡的双重制约,以江苏为代表的中东部电力平衡高度依赖区外来电,常规火电、水电机组被大规模特高压直流电源替代,电网快速调节能力下降。同时,单一直流送电规模不断提高,一旦失去,受端电网瞬时面临大量功率缺失,存在连锁故障和电网失稳的风险。

为了有效解决上述问题,南瑞集团电网稳定技术团队通过产学研用联合攻关,历时两年半,首创性开展大规模源网荷负荷精准控制理论、互动机制研究,攻克了多项关键技术,研制了成套装备,实现了江苏大规模源网荷友好互动系统示范工程应用。

“该项目将分散的海量可中断负荷集中起来进行快速精准控制,从电网‘电源调控’转变为‘电源调控’与‘负荷调控’相结合,保障电力供应在应急状态下的瞬时(毫秒级)、短时(秒级)和时段(分钟级)平衡。”颜云松介绍说。

在装备方面,主要研发了调度主站类及控制装置类两大类核心产品,包括省级调度端全景监控系统,源网荷储控制主站、子站装置,155m专用通信装置,多用户共享2m接入装置,智能负荷控制终端等。成套核心装备填补国内外空白,推动电子、通信、计算机行业发展,为我国特高压交直流互联电网、智能电网提供了一套可供推广、具有自主知识产权的完整产品线。

该系统在江苏电网成功应用,实现了快速负荷调控方式的根本性改变,起到了很好的示范作用。该成果已在山东、河南、上海、浙江、安徽、湖南6个省级电网推广应用,为我国特高压交直流互联电网安全运行提供了一套可供推广、具有自主知识产权的大规模源网荷精准负荷控制手段,将进一步提升我国能源跨大区优化配置及新能源消纳能力,提升特高压大功率远距离送电环境下大电网的安全稳定运行控制水平,为下一步电力体制改革、新售电商业模式开展提供整体技术平台支撑。

加快成果转化创造经济社会效益

此次江苏大规模源网荷友好互动系统三期扩容建设,包括了二期大用户增补、三期新增500千伏秦淮、惠泉、茅山、访仙4个控制子站,23户燃煤电厂可中断辅机以及10户储能电站的毫秒级系统接入工作;还完成了所有签约用户的现场预置实验,系统改造后的现场整体联调工作及实切用户试验、实切时间测量实验等工作。“目前毫秒级控制总容量达到260万千瓦,控制对象共计2078户。”颜云松说。

那么,这项工程是如何帮助电网迎峰度夏的,一组数据就可以看出它的“威力”。

该工程可提升特高压直流送电能力154万千瓦,年增利润约8400万元。累计增供电量49.896亿千瓦时,累计新增销售额27.4428亿元,累计新增利润1.2474亿元,经济效益显著。在负荷控制能力方面,相当于4台百万千瓦火电机组,节省投资126.4亿元,环境效益显著。

事实上,在前两期工程中,“江苏电网大规模源网荷友好互动系统工程”的优势已经显现。作为华东电网频率紧急控制系统的重要组成部分,于2016年6月15日首次正式在苏州地区投运。一期工程共接入810个大用户,该系统为2016年迎峰度夏期间西南水电通过复奉、锦苏及宾金等三回特高压直流2160万千瓦满功率输送时的电网安全稳定运行提供了有力支撑。

2017年12月,江苏大规模源网荷示范工程二期扩建投入运行。新增两个控制主站、8个500千伏控制子站、新增加518户终端。系统首次形成了由控制中心站—主站—子站—控制终端组成的分层分区完整架构,控制对象除了大用户外,还接入了燃煤电厂可中断辅机、南水北调翻水站抽水泵以及大型储能电站。电源类型多元化,控制对象更加丰富,毫秒级控制总容量达到200万千瓦。

不难看出,该系统的可靠运行,有效提高了特高压直流送出通道的输电能力,为促进西南地区清洁能源开发利用提供了坚强的保障,为特高压大受端电网安全运行提供良好示范应用,也为我国特高压交直流电网提供了有力的技术和装备支撑,积极推动了我国能源供给侧结构性改革的有效落地。

西门子完成埃及特大联合循环电厂建设

中国电力新闻网讯 通讯员 田实 报道 7月24日,西门子与当地合作伙伴orascom建设公司和elsewedy电气公司宣布,在与埃及电力与可再生能源部的合作下,以创纪录的速度完成了埃及特大能源项目的建设。

各方共同庆祝位于贝尼苏韦夫市(benisuef)、布如勒斯市(burullus)和新首都(newcapital)的三座联合循环电厂进行试运行并开始并网发电。这三座电厂将为埃及国家电网增加14.4吉瓦的发电容量,可为4000万人进行稳定的电力供应。

随着这一具有里程碑意义的项目完工,埃及和西门子在快速建设现代化电力项目方面创造了新的世界纪录,仅耗时27.5个月就新增14.4吉瓦的发电量。一座装机容量为1200兆瓦的联合循环电厂通常需要大约30个月的建设时间。对于埃及特大能源项目,西门子相当于以创纪录的速度同时建造了12个此类电厂,并成功并网发电。

三个电厂,每座都装有8台sgt5-8000h燃气轮机、4台蒸汽轮机、12台发电机、8台西门子余热锅炉、12台变压器以及一个500千伏气体绝缘开关设备。为了提高埃及电网的弹性,西门子也成功地建设了6座变电站,这些变电站将用来输送新电厂发出的电能。

相变蓄热为清洁供暖开辟新路

相变蓄热技术在热电机组调峰及风电消纳中广泛应用

秦虹

“大容量相变蓄热系统应用范围很广,一方面可以服务于煤改电、清洁供暖市场,这个市场带来的需求量非常大,特别是北方地区处于井喷的状态。另一方面在工业中低温余热、废热利用领域,可以将余热等变废为宝。此外,在弃风弃光供暖、农业大棚种植及农产品烘干、热电联产电厂的调峰等众多领域亦有应用。”近日,北京今日能源科技发展有限公司(简称“今日能源”)董事长张文亮在接受中国电力报记者采访时表示。

他坦言,最早推出大容量相变蓄热装置时,目的是解决工业余热利用的问题,如今却在煤改电、清洁供暖方面需求很大,此外与光伏、风电相结合,可以为清洁能源消纳开辟一条道路。

相变蓄热具备成本优势

相变蓄热有着自己的优势。一般而言,相变蓄能材料有以石蜡、脂肪酸、醇类等在内的固液有机物相变材料,以水合盐、融熔盐等为代表的固液无机物相变材料以及高分子固固相变材料。这些相变蓄能材料比水的储能密度高,可达水的5~6倍,且热量主要分布在相变温度附近,输出温度恒定、体积小、控制管理灵活。

根据电力系统和热力系统的耦合关系,储热系统的应用位置:一是在热电联产机组与供热首站之间,通过大容量中温相变储热装置的蓄热和放热(释热),打破热电联产机组“以热定电”的电—热刚性耦合方式,提高热电联产机组的调节能力;二是在可再生能源(风力发电)电供热处,增加相变蓄热装置,提高可再生能源的消纳能力。

“我们利用电力系统的峰谷电价,相变蓄热装置通过一个电锅炉在夜晚低谷电价时进行蓄热,白天电价高的时候切断,可以将蓄热装置中的热进行供暖。增加蓄热装置后,在张家口地区,夜间电价0.1元~0.15元,白天电价0.6元以上,这样的电价,蓄热装置完全可以取代煤电供暖运行成本,蓄电系统的运行成本2000元~3000元/千瓦时,蓄热系统折算成千瓦时计算,成本大约在200元/千瓦时,蓄电的电池成本是蓄热装置成本的10倍。”张文亮表示。

煤改电、清洁供暖政策启动后,市场上出现从事蓄热的企业比较多,但是真正能做到大型化、产品功率有效可控的企业并不多,大容量相变蓄热可以快速充放,最快可以做到一小时充放,达到快速调节的目的,以提高电厂调峰的灵活性。

“目前,江苏、山东、河北、内蒙古、新疆、西藏等地都有应用。但是大容量相变蓄热仍处在起步阶段,推广过程中遇到一些阻力,只能在电价政策比较好的地方,即峰谷电价差大的地方推广。”张文亮提出了装备推广过程中的困境。

提高可再生能源消纳能力

“在传统的电力生产模式的基础上,增加储能环节后,增加的蓄水,蓄电和蓄氢,可以有效提升可再生能源的消纳能力,减少浪费,提高电网的安全。我们通过增加储能环节,有效实现了能源的合理利用,综合使用效率达到了85%以上。”张文亮表示。

据他介绍,前年开始,该公司与清华大学、中南设计院合作,承接了国家科技支撑项目,主要针对三北地区热电厂,大容量相变蓄热可以解决热电厂本身的调峰需求,同时可以解决弃风问题。帮助压缩热电厂热负荷,以降低电出力,同时可把节约出来的电负荷让给风电场,让风电场多消纳。

以今日能源为内蒙古呼和浩特热电厂配备容量为20兆瓦时相变储热装置项目为例,分别在热电联产机组处和电供热负荷处建设储热工程,将大容量储热应用在热电联产系统中。

“这个项目在日间电力负荷峰时段,机组供热能力有富余时,满足热负荷需求外,利用蓄热装置进行蓄热;在夜间电力低谷时段,由蓄热装置放热满足热负荷需求,此时,热电机组可达到较小出力,调峰幅度大,减少90%以上的弃风情况。”张文亮举例说。

自主研发新产品交出完美成绩单

哈电锅炉在全国火电机组能效对标竞赛中成绩优异

许显锋 于海江

近日,“2017年度全国火电机组30万千瓦级以上机组年度能效对标竞赛”评选结果揭晓,国产电站锅炉优胜机组共评选出以华能莱芜电厂100万千瓦二次再热机组为代表的258台,其中使用了哈电集团哈尔滨锅炉厂有限责任公司(简称“哈电锅炉”)设备的机组有98台,占比38%,“哈锅牌”在竞赛中再度夺魁,继续领跑竞赛榜单。

在258台国产电站锅炉优胜机组中,有49台荣获5a级荣誉,哈电锅炉占24台,占比49%;荣获优胜机组的5台二次再热机组锅炉,哈电锅炉占3台,占比60%;供电煤耗指标和厂用电率指标最优机组中,使用国产锅炉的共计35台机组,其中“哈锅牌”17台,占比48.6%,各项主要指标竞赛哈电锅炉产品均占据了半壁江山。

新产品研发引领行业潮流

哈电锅炉近几年研发的行业代表性锅炉机组在竞赛中表现优异,世界最高参数的莱芜100万千瓦超超临界二次再热机组、国产首台安源66万千瓦超超临界二次再热机组、国产首台长兴电厂66万千瓦高效超超临界机组在竞赛中均获得了5a级最高荣誉,莱芜、安源机组同时荣获了供电煤耗指标最优机组称号,这是对哈电锅炉自主创新产品的充分肯定,标志着哈电锅炉新产品研发获得了圆满成功。

近年来,哈电锅炉按照国家节能减排要求,坚持绿色发展理念,不断提高自主创新、原始创新能力,在行业内率先自主开发了世界参数最高二次再热、高效超超临界等清洁燃煤技术,填补了我国技术空白,实现煤炭资源更加环保高效利用,用实际行动打赢蓝天保卫战。

哈电锅炉二次再热技术采取了大量的先进设计理念,通过创新设计,攻克了主蒸汽、一次再热和二次再热三个汽温同时受控,且出口温度均超过600摄氏度,汽温调节方式和系统耦合更加复杂等难点;采用全炉膛数值模拟计算,精确分析燃烧系统及其底部烟气流场,结合烟气再循环运行方式,实现高效低氮燃烧;应用多测点监控方案和综合的调温系统保证现场的定点精细调节;以烟气再循环为主,摆动燃烧器和调节挡板为辅的调温手段,保证了锅炉性能指标,提高了机组经济效益和社会效益。

在高效超超临界锅炉技术方面,哈电锅炉为提高再热汽温,对炉膛上部过热器进行了大量的修改,提高了末级再热器入口烟温,特别增设了汽温和烟温偏差的调控措施,完成了多工况全炉膛热态数值模拟计算,多种调温手段使华能长兴锅炉机组成为国内第一个运行温度达到623摄氏度的机组。

高效超超和二次再热锅炉显成效

2015年12月,哈电锅炉自主研制的世界最高参数的华能莱芜100万千瓦超超临界二次再热锅炉成功投运,2016年7月完成性能考核试验,机组发电效率为48.12%,发电煤耗为255.29克/千瓦时,供电煤耗为266.18克/千瓦时,三项指标均刷新了世界纪录,是目前世界上效率最高、能耗最低、指标最优、环保最好的火电机组,一举成为了世界绿色煤电的标杆机组。

2015年6月,哈电锅炉自主研制的国产首台66万千瓦二次再热超超临界锅炉在华能安源电厂顺利投运,主汽压力达到32.45兆帕,主蒸汽温度605摄氏度,一次、二次再热汽温均达到623摄氏度高效运行参数,供电煤耗比常规一次再热超超临界机组低约20克/千瓦时,开启了我国乃至世界火电机组高参数二次再热新时代。

2014年12月,由哈电锅炉自主研制的当时世界最高参数66万千瓦高效超超临界锅炉在华能长兴电厂顺利通过168小时试运行,其主汽压力29.3兆帕,蒸汽温度为605/623摄氏度,成为国内首台达到高效设计参数的超超临界机组。

晶澳获领跑者认证计划杰出贡献奖

中国电力新闻网讯 通讯员 王丽英 报道 近日,晶澳太阳能公司(简称“晶澳”)获得由国家权威认证机构———中国质量认证中心(cqc)颁发的“光伏发电产品领跑者认证计划杰出贡献奖”。

晶澳视创新驱动为提升企业核心竞争力的不竭动力,不断通过技术创新助力国家领跑者计划。晶澳在认证计划初始,积极响应国家政策在内部立项领跑者项目。2015年11月,晶澳成为首批获得一级领跑者认证计划证书的四家厂商之一。同时,晶澳有10余款高效组件获得中国质量认证中心(cqc)领跑者认证证书、2款组件获得鉴衡认证中心(cgc)超级领跑者认证证书。欣喜的是在全国首期山西大同光伏领跑者示范项目中,晶澳供应了422兆瓦组件,供货量占整个项目的44%,行业发货量第一,其中高效perc组件达到了40%。

在近日大同市人民政府公示的大同一期光伏发电应用领跑基地运行监测月报(2018年6月)中,6万千瓦单体项目发电量较5月普遍有所增长,晶澳项目环比增幅较大,增长为35.3%;与去年同期对比,发电量同比增幅最大的是晶澳,增长16.3%。前不久,晶澳又成功中标技术“领跑者”项目,该项目位于江西上饶余干县,容量为25万千瓦。

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