南瑞繼保用微電網(wǎng)點亮電力“空白區(qū)”

我國又一島嶼告別了供電、供水難。近日，江蘇開山島離網(wǎng)型海島智能微網(wǎng)工程建成投運。標志著開山島用電用水正式進入2.0時代，該島嶼微電網(wǎng)項目有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應用便捷靈活等泛在電力物聯(lián)網(wǎng)特征，成為我國島嶼泛在物聯(lián)感知體系的典范。

南京南瑞繼保電氣有限公司 (簡稱“南瑞繼保”)為該項目提供了包含微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)(MEMS)、微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器(MGCC)、儲能變流器(PCS)等核心設備在內(nèi)的微電網(wǎng)一體化解決方案，實現(xiàn)了開山島24小時連續(xù)100%清潔能源供電，點亮了海島的“綠色生活”。

攻堅克難建設智能微電網(wǎng)系統(tǒng)

開山島位于我國黃海前哨，是一所國防戰(zhàn)略島嶼，王繼才、王仕花夫婦在嚴重缺電、缺水的艱苦條件下為國守島30余年。為全面改善開山島供電、供水條件，利用開山島豐富的風、光資源，國家電網(wǎng)公司規(guī)劃在開山島建設一套智能微電網(wǎng)系統(tǒng)和海水淡化系統(tǒng)。

今年1月1日，國網(wǎng)江蘇電力組織70多位工程專家上島勘察，研究開山島微電網(wǎng)及海水淡化系統(tǒng)工程建設方案。6月18日，該工程全面建成投運。

“開山島微電網(wǎng)項目啟動后，在任務重、工期短、技術要求高的情況下，南瑞繼保多部門融合協(xié)作，制定完善的項目工作計劃。憑借控制保護、電力電子、系統(tǒng)分析等多專業(yè)技術優(yōu)勢，提出了開山島交直流混合微電網(wǎng)拓撲結構，制定了風光儲柴多運行方式自適應無縫切換控制策略，為全島的穩(wěn)定可靠供電提供了堅實的技術保障。由研發(fā)和工程服務技術人員組成的開山島服務先鋒隊，克服島上惡劣環(huán)境，自帶干糧、帳篷駐島服務，圓滿的完成了調(diào)試任務，以實際行動學習王繼才同志先進事跡。”南瑞繼保該項目負責人介紹說。

開山島智能微電網(wǎng)工程建成后，島上擁有110千瓦光伏機組、30千瓦風電機組，在正常情況下，光伏、風電日均發(fā)電量約420千瓦時，可完全滿足全島正常用電需求。臺風、暴雨等極端情況下，660千瓦時儲能設備和50千瓦備用柴油發(fā)電機，也可保障全島3天的正常用電。同時，島上的海水淡化設備日產(chǎn)水量近10噸，可徹底解決島上各類用水需求。

此外，島上還應用了電力無線通訊技術手段、野生智能等信息通訊技藝，構建紅色島嶼泛在物聯(lián)感知體系，完成開山島光伏、風電、儲能、微網(wǎng)管制等各樞紐互聯(lián)互通，成立具備外形單方面感知、動靜高效措置、使用便利機動等泛在電力物聯(lián)網(wǎng)特色的離網(wǎng)型海島智能微網(wǎng)。

解決微電網(wǎng)控制難題

目前，我國一些遠離城市的島嶼，仍然存在未通電或者供電不穩(wěn)定的“電力空白區(qū)”。島嶼供電是新能源微電網(wǎng)應用的一個重要領域。通過建設光伏發(fā)電、風力發(fā)電、潮汐能發(fā)電等可再生新能源，可以為島嶼提供源源不斷的無污染的能源供應。對于已有柴油發(fā)電的島嶼，可以配合使用，減少柴油的消耗量，提高經(jīng)濟效益，減少環(huán)境污染和碳排放。

“微電網(wǎng)在島嶼應用的優(yōu)勢，就是實現(xiàn)多種能源的綜合互補利用，保障重要負荷的持續(xù)供電，還能解決偏遠地區(qū)的供電問題，提高供電的可靠性和電能質(zhì)量。”微電網(wǎng)業(yè)內(nèi)專家表示。

我國現(xiàn)已建成或在建多個島嶼新能源微電網(wǎng)系統(tǒng)，包括浙江的東福山島、南麂島、鹿西島，福建的湄洲島，廣東的東澳島，海南三沙的永興島，山東的長島等。這些項目為新能源微電網(wǎng)在島嶼上的推廣應用，做出了很好的示范。

目前，可再生能源微電網(wǎng)系統(tǒng)以新能源為主，電力電子裝置占比高，系統(tǒng)慣量弱，故障特性不明顯，建設運行過程中面臨著可擴展性差、抗干擾能力弱、調(diào)度控制難、短路故障難以快速隔離等問題，阻礙可再生能源微電網(wǎng)的開發(fā)。

南瑞繼保針對微電網(wǎng)穩(wěn)定控制、能量優(yōu)化、儲能接入、保護配置等方面的技術難題，構建了三層兩網(wǎng)的微電網(wǎng)控制保護系統(tǒng)架構，提出了多級調(diào)頻策略、精確減載方法、虛擬同步機多機并聯(lián)技術、基于區(qū)域信息的微電網(wǎng)保護原理，開發(fā)了微電網(wǎng)運行控制保護系統(tǒng),，實現(xiàn)了微電網(wǎng)系統(tǒng)的快速協(xié)調(diào)控制以及故障快速準確隔離，解決了上述技術難題，為微電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供有力的技術保障。

一張張微電網(wǎng)釋放的能效不止于此。以新能源為主的微電網(wǎng)系統(tǒng)，不僅能幫助僻遠海島解決因電受困的現(xiàn)實窘境，使其告別柴油發(fā)電時代，更能為全國海島提供可復制的范本經(jīng)驗，為海島開發(fā)利用注入綠色新動能。