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海西多能互補示范工程填補了國內(nèi)風光熱儲調(diào)荷技術(shù)空白

2019-11-15
來源:北極星智能電網(wǎng)在線

  “偉大歷程 輝煌成就——慶祝中華人民共和國成立70周年大型成就展”9月24日對公眾開放以來,每天都有很多觀眾來到北京展覽館參觀,。觀眾沿著時光隧道,,全方位回顧共和國走過的光輝歷程。其中,,清潔低碳的綠色能源項目——魯能海西多能互補集成優(yōu)化國家示范工程的展示沙盤,,吸引了眾多觀眾駐足觀看。

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  作為世界上首個集風光熱儲調(diào)荷于一體的多能互補科技創(chuàng)新項目,,海西多能互補示范工程填補了國內(nèi)風光熱儲調(diào)荷的技術(shù)空白,,有效解決了當前新能源大規(guī)模并網(wǎng)的技術(shù)難題,促進新能源規(guī)?;_發(fā)和利用,,對我國清潔能源發(fā)展具有重要意義。

  多能互補,,破解新能源發(fā)展難題

  從青海省格爾木市區(qū)驅(qū)車向東約25千米,,一座白色高塔映入眼簾——這里便是海西多能互補示范工程所在地。在占地200多平方千米的戈壁灘,,分布著70萬片湛藍的光伏板,、200臺90米高的風機和50個標準電池集裝箱;188米高的吸熱塔周圍分布著4400塊定日鏡,,在陽光的照射下熠熠生輝,。

  作為魯能集團有限公司打造的智慧能源平臺一號工程,今年9月建成的海西多能互補示范工程包括20萬千瓦光伏、40萬千瓦風電,、5萬千瓦光熱及5萬千瓦儲能項目,。

  項目總工程師魏鵬介紹,示范工程選址青海,,與這里獨特的自然地理和氣候條件密不可分,。青海地區(qū)海拔高,太陽能資源豐富,,年平均太陽總輻射量在7000兆焦/平方米,,年均風速3米/秒以上,年風能可用時間3500~5000小時,,是我國開發(fā)新能源項目條件最優(yōu)的地區(qū)之一,。目前,青海省電源裝機2975萬千瓦,,其中新能源裝機1391萬千瓦,,占比達46.7%,是省內(nèi)第一大電源,。

  隨著新能源的快速發(fā)展,,消納“三難、三不足”(外送難,、調(diào)控難,、消納難,電壓支撐不足,、市場機制不足和參與共享不足)成為青海面臨的一大難題,。如何解決這一難題?專家認為,,開展多能互補協(xié)調(diào)控制,,加強輸電通道和調(diào)峰能力建設,通過大電網(wǎng)實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度和跨省跨區(qū)交易,,是一個有效的途徑,。

  2016年年底,國家電網(wǎng)有限公司組織開展多能互補協(xié)調(diào)控制技術(shù)等5項課題研究,。2017年7月,魯能集團布局青海,,開始建設多能互補示范工程,,應用課題研究成果,為實現(xiàn)新能源大規(guī)模開發(fā)利用展開探索,。

  海西多能互補示范工程發(fā)電廠廠長曾需要說,,傳統(tǒng)新能源項目多以利用風能、太陽能為主,受天氣情況影響大,,隨機性強,,難以提供連續(xù)穩(wěn)定的電能輸出。示范工程創(chuàng)造性地應用“多能互補集成優(yōu)化”新模式,,風電,、光伏、光熱三種能源形式深度融合,,并通過儲熱儲電系統(tǒng)加以調(diào)節(jié),,實現(xiàn)“1+1>2”的效果。

  魯能集團相關(guān)負責人介紹,,海西多能互補示范工程以光伏,、風電為主要開發(fā)電源,以光熱儲能系統(tǒng),、蓄電池儲能電站為調(diào)節(jié)電源,,多種電力組合,可有效彌補風電和光伏不穩(wěn)定不可調(diào)的缺陷,,解決用電高峰期和低谷期電力輸出不平衡的問題,。同時,工程設計可靈活組合的風光熱儲7種聯(lián)合控制模式,,構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源系統(tǒng)實現(xiàn)智能調(diào)控,,支撐新能源發(fā)電就地消納和遠距離送出,提高新能源利用率,。項目整體運行后,,在外送通道能力下降40%時,新能源利用率仍可超過95%,。

  根據(jù)項目可研和已運行項目數(shù)據(jù),,海西多能互補示范工程年發(fā)電量預計約12.625億千瓦時,每年可節(jié)約標準煤約40.15萬噸,。工程所發(fā)電量除部分就近消納外,,其余電量采取跨省交易的方式通過電網(wǎng)輸送至山東、上海,、浙江等中東部地區(qū),,為當?shù)靥峁┣鍧嶋娔堋?/p>

  工程中的5萬千瓦儲能系統(tǒng)是目前國內(nèi)最大的電源側(cè)集中式電化學儲能電站。在今年青?!熬G電15日”期間,,該電站作為唯一一座參與共享儲能市場化交易的電站,累計充電74.2萬千瓦時,,放電50.12萬千瓦時,,創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益37.59萬元,。“共享儲能參與市場化運營,,推動了青海乃至全國新能源產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)質(zhì)量,、效益、動力變革,?!眹W(wǎng)青海省電力公司調(diào)度控制中心主任方保民說。

  “示范工程實現(xiàn)了風光熱儲的一體化控制,,其建設經(jīng)驗和技術(shù)可為其他新能源項目提供借鑒,。”魏鵬說,,清潔能源資源豐富但存在消納問題的地區(qū),,可以復制示范工程的建設成果,提升新能源利用率,。

  國家能源局西北能源監(jiān)管局局長黃少中認為,,海西多能互補示范工程配置先進,建設理念超前,,具備可復制性,、引領性、先進性,、經(jīng)濟性,、示范性,將推動新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,,促進新能源消納,。

  奮力攻堅,高質(zhì)量完成工程建設

  158天日夜奮戰(zhàn)建成光伏,、風電項目,,16個月建成光熱項目,2年零2個月整體建成海西多能互補示范工程——工程建設者秉持著“努力超越,、追求卓越”的企業(yè)精神,,在摸索中攻克了一個又一個難題。

  格爾木海拔近3000米,,日照強烈,,少雨大風,干旱缺氧,,自然環(huán)境惡劣,,增加了項目的施工難度。

  冬天,,格爾木的最低氣溫達零下30攝氏度。2018年冬季的一天,海西多能互補示范工程風電場副場長韓永彬像往常一樣,,爬上90米高的風機檢修,。他說:“人在風機上的體感溫度會更低,風刮過來就像刀子一樣割在臉上,?!闭率痔祝瑤酌腌姾笫志蜎]了知覺,,戴著手套又沒法擰螺絲,,但是檢修工作必須按時完成。他想了個辦法:把手放在胳肢窩里,,焐一會兒擰兩下,,再焐一會兒再擰兩下。韓永彬就這樣堅持著,,在風機上一干就是八九個小時:“這不算什么,,最重要的是能保證風機正常發(fā)電?!?/p>

  除了惡劣的自然條件,,項目建設還面臨著重大的技術(shù)考驗。

  吸熱器作為光熱項目的核心部件,,需要固定在12根重約18噸的立柱組件上,。每個立柱組件由鋼結(jié)構(gòu)組成,最大件重約4噸,?!拔鼰崞麂摻Y(jié)構(gòu)的安裝精度需要控制到0.1毫米,對我們提出了非常高的要求,?!焙N鞫嗄芑パa示范工程項目建設部的董鵬飛說。

  “第一段6個立柱組件,,我們花了近一個月的時間去找正,。找正工作反復進行了八遍才達到規(guī)范要求!”項目管理人員山永兆說,,“我們每天反復測量立柱的標高,、垂直度、開擋對角尺寸的60個點,,再用液壓裝置一點一點地去微調(diào),。”最終,,吸熱器鋼結(jié)構(gòu)安裝精度控制在0.1毫米內(nèi),。

  更為關(guān)鍵的是,,建設多能互補示范工程是一個全新實踐,沒有成熟經(jīng)驗可供借鑒,。

  “國內(nèi)外同類的光熱項目多采用20多平方米的小鏡面定日鏡,。我們經(jīng)過反復研究對比,最終采用了138平方米的大鏡面,,是國內(nèi)目前最大規(guī)格的鏡面,。與小鏡面相比,定日鏡數(shù)量減少了近80%,,可以極大地減少故障,,簡化操作,降低后期運營,、維護成本,。”董鵬飛說,,考慮到設備在戈壁灘上會受到風沙侵襲和干擾,,定日系統(tǒng)還增加了防沙功能。

  今年7月,,中國科學院院士,、工程熱物理專家何雅玲在參觀項目后認為,魯能集團圍繞“三型兩網(wǎng)”建設目標,,建設多能互補示范工程,,解決當前阻礙新能源大規(guī)模并網(wǎng)的技術(shù)難題,促進新能源規(guī)?;_發(fā)和利用,,推動能源消費擺脫化石能源,在新能源發(fā)展史上具有里程碑意義,,對我國清潔能源發(fā)展有著至關(guān)重要的作用,。


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