【特别策划·实践】江苏:科技赋能强支撑
文_余鹏 刘玙 张蔷
3月22日,国网江苏省电力有限公司“负荷资源精准评估与柔性调控技术”科技攻关团队在“电力负荷柔性调控及供需互动技术”实验室,围绕负荷精准评估、调控技术进行研讨,持续加强新型电力负荷管理系统二期功能建设,实现负荷管理智能化迭代升级。
近年来,国网江苏电力以高水平科技自立自强为目标,以支撑电力保供和绿色发展为重点,围绕新型电力系统建设,陆续实现我国首个千万千瓦级海上风电基地的友好并网和运行,在国家电网有限公司率先上线新型负荷管理系统,成功牵头国家重点研发计划项目“高效协同充换电关键技术及装备”等,为江苏电网高质量发展提供坚强支撑。
海上风电友好并网 实现海上新能源全额消纳
走在南通市如东县黄沙洋海域,亚洲最大海上风电场如海上森林,劲吹绿色风。
近年来,在积极稳妥推进碳达峰碳中和及能源清洁低碳转型背景下,海上风电资源丰富、不占用土地、适宜大规模开发等优势凸显。江苏省拥有954千米海岸线,海上风能资源丰富且受台风等灾害性气候影响较小,被国家确定为千万千瓦级海上风电基地。
“十年以来,江苏风电并网装机为2247万千瓦,较2012年年底增长11.6倍,其中海上风电并网装机达1183万千瓦,连续多年居全国第一,实现了跨越式发展。”江苏电科院系统及新能源技术中心主任贾勇勇介绍。2022年,江苏海上风电发电量已超300亿千瓦时,占江苏全省总发电量5%。
海上风电建设如火如荼,电网同样也在“强健体魄”,攻关海上风电消纳及送出能力关键技术,成为国网江苏电力科技攻关的重点工作。
2022年4月,国网江苏电力成立中远海风电并网技术研究柔性团队,针对海上风电资源的天然波动性、大规模海上风电接入易造成区域电网功率波动等问题,持续开展科技攻关。该团队攻克了大容量海上风机兼顾调节性、可靠性和紧凑性的难题,发明考虑海上风电时空相关性的源网全局优化调度技术,建成全球最大16兆瓦海上风机试验平台,成功实现了我国首个千万千瓦级海上风电基地的友好并网运行和全额消纳,支撑江苏建成海上风电全产业链制造集群,对我国能源绿色低碳转型具有重要作用。
2022年,该团队在海上风电消纳及送出能力关键技术领域的“我国首个千万千瓦级海上风电友好并网运行关键技术及装备”项目成果获得中国电力科学技术一等奖和江苏省科学技术一等奖,团队获得公司第一批新型电力系统科技攻关团队命名。
源网荷储友好互动 保障电力可靠供应
2022年7月15日12时40分,南京电网调度用电负荷达到1425.8万千瓦,连续29天超过1100万千瓦。面对用电负荷高位运行态势,南京供电公司电力负荷管理中心工作人员利用新型负荷管理系统跟踪本地机组发电情况,滚动开展电网负荷预测和电力平衡校核,科学调整电网运行方式,保障民生和公共事业用电。
江苏电网是典型的大受端电网,2022年全年全网最大负荷86天过亿,最高1.31亿千瓦。受极端气候影响,区外来电增长潜力有限,江苏全社会最大用电负荷与电网实际最大供电能力存在差距。
“十三五”期间,国网江苏电力攻克大规模源网荷友好互动技术难题,建成国内首套“大规模源网荷友好互动系统”,率先实现紧急情况下百万千瓦级负荷毫秒级响应,有效保障江苏及长三角经济圈安全用电。
2022年,国网江苏电力发挥在负荷管理方面的技术和人才优势,成功牵头新型电力系统科技攻关行动计划2022年专项“支撑新型电力系统的负荷精准评估、调控技术研究及应用”。在公司系统内率先上线新型负荷管理系统,支撑有序用电业务场景下负荷精准控制和市场化模式下需求侧资源常态化互动调节,助力新型电力系统建设。
该系统计算速度快、监测效果准,做到了需求响应执行计划一键生成、执行效果分钟级监测,首次实现了“数据一个源、业务一条线、供需互动一张图”,项目阶段性成果有力支撑了江苏2022年迎峰度夏、迎峰度冬负荷保供工作。
新能源汽车高效协同充换电 服务人民美好生活
3月22日上午,在苏州姑苏区仁恒江湾雅园共享充电服务区,一位新能源汽车车主正使用新能源汽车充电机器人系统给汽车充电。该系统仅需1台充电机器人即可满足50个车位的充电需求,实现从“车找桩”到“桩找车”的转变,大幅提升充电设施的利用效率。
截至2022年年底,我国新能源汽车保有量达1310万辆,江苏省新能源汽车保有量接近100万辆。大力发展纯电驱动的新能源汽车是我国交通强国战略的重大需求,也是实现“双碳”目标的重要举措。
随着新能源汽车的快速发展,充电桩已不仅是单纯的充电物理插头,更是充换电网络的关键一环,支撑着大规模人、车、运营商和电网的深度互动。但目前产业中存在用户补电体验差、设备利用率低、车网互动不友好等现象,本质原因是充换电网络信息流、能量流与价值流的运转不畅导致的整体运行低效。
“我们针对新能源汽车用户补电体验差、充电桩设备利用率低和车网互动不友好等问题,围绕信息安全流通、能量高效转化和价值精准传导三方面的关键技术问题开展攻关,在2021年成功牵头国家重点研发计划项目‘高效协同充换电技术及装备’,预期通过技术攻关,可实现充电桩利用率提升30%以上,充电排队等待时间降低30%以上,更好地服务人民绿色出行需求。”江苏电科院科研专班负责人袁晓冬介绍说。
换电技术可以为新能源汽车提供超快速的补能体验,在数分钟内让车辆“满电出发”,但由于不同车辆品牌、不同电池包之间无法兼容,需要为每类车型单独建设适配换电站,应用受到制约。为解决该问题,国网江苏电力依托国家重点研发计划项目,预计今年5月将在江苏电科院院内试点建设一座高兼容性充换电站。这类新型换电设备集成了卡扣式、旋压式和螺栓式三种加解锁模组,能够解决不同车型换电机构不适配的问题。同时,换电时间仅需90秒,相比目前市场上的平均换电时间180秒节约了一半。
目前,国网江苏电力正在开展高效协同充换电技术在全国、省域、区域的三级示范建设工作,将在全国建立“车一桩(站)一电一云”统一数据交互平台,在省域实现充换电网络协同规划,在区域建设苏州、无锡、常州示范工程。
|