推動能源轉型 助力綠色發展
4月6日,在離岸66公里的如東海域,國電投江蘇如東800MW海上風電項目(H4#、H7#)現場,南瑞集團工程人員正緊張調試高壓保護設備,為這一國內單體容量最大海上風電項目6月底前并網發電貢獻力量。
新型電力系統,首先新在能源結構上。作為新能源的重要組成部分,風電對降低碳排放具有顯著作用。近年來,南瑞集團積極探索推動能源轉型的實踐,業已形成覆蓋風機控制、升壓站、柔性直流輸電、集控中心等全環節的海上風電整體解決方案,以及覆蓋風電場遠程監控、繼電保護、電力傳輸控制等全環節的陸上風電整體解決方案,并廣泛應用于國電投、國能投、華能、大唐、華電、中廣核、三峽、魯能等發電企業。其中,國電投濱海北區H1#100MW海上風電項目榮獲國家優質工程金質獎,南瑞集團參與研發的海上風電場交流并網穩定運行關鍵技術及應用等十余項技術成果分別榮獲北京市科技進步三等獎、中國電力企業聯合會創新大獎等獎項。
除風電外,光伏也是南瑞集團的技術深耕領域。南瑞集團將先進的現代數字信息技術、通信技術、互聯網技術、云計算技術、大數據挖掘技術與光伏技術高度融合,形成光伏發電整體解決方案,支撐張北風光儲輸示范工程、湖北“三縣一區”陽光扶貧項目、張北縣100MW光伏扶貧項目、察北140MW光伏項目等多個重點項目實現并網發電,充分彰顯支撐新能源開發事業的強勁實力。
在助力能源低碳轉型方面,南瑞集團的目標不止于此。加大能源電力領域引領性、原創性、系統性關鍵核心技術研究,是南瑞集團當前工作的重中之重。依托薛禹勝院士團隊,南瑞集團成功攻克電力主動支撐能源轉型的研究范式、仿真工具以及協調優化三大關鍵技術,提出能源的信息物理社會系統(CPSSE)研究框架,基于能源-電力-排放-社會行為混合仿真技術的大能源系統動態仿真平臺,提出支撐國家、地區、企業能源轉型的優化路徑,相關產品或技術已在中國工程院、國家能源集團、國網青海電力相關咨詢項目中得到成功應用。當前,南瑞集團正在研發碳管理系統(CMS),旨在通過碳排放/碳增匯在線監視評估和碳市場態勢風險防控,主動支撐雙碳目標實現。
保障能源接入 護航電網安全
在甘肅酒泉新能源基地集群控制系統主運行畫面中,動態顯示了基地電網及控制裝置的運行信息。該系統在控新能源場站321座,總裝機2274萬千瓦。運行人員點擊“新能源監視”按鈕,就能對光伏發電出力實測值、預測值和計劃值進行直觀展示與比較,從而及時動態掌握新能源場站參與電網調度的能力。
風光發電集群出力波動性強,通道外送能力隨集群運行狀態波動,而電網又普遍缺乏靈活調節電源,“新能源-常規電源-電網”協調難度大。南瑞集團研發的新能源集群控制系統提供了新能源場站實現主動支撐控制的整體解決方案,突破了終端快速感知、快速通信轉換等方面技術難題,可實現光伏/風電場AGC/AVC、快速頻率控制、防孤島保護等功能。系統整站控制整組動作時間小于100ms,調節誤差小于1.2%。該成果既可用于大規模集中接入、遠距離大容量傳輸的新能源基地,也可用于新能源高滲透率集中或分散接入的地區電網,目前已推廣至甘肅、青海、山西、黑龍江、云南、江蘇、貴州、遼寧等省區,相關研究成果獲評2019年國家科技進步二等獎。
“十四五”期間,新能源電力勢將迎來更廣闊的市場。由于新能源建設周期遠短于電網網架建設周期,導致大規模新能源快速并網與當前網架匹配度不高,電網存在棄風棄光現象。南瑞集團深入分析電網運行痛點難點,創新提出了弱交流系統電網新能源承載力分析技術,研制了新能源最大接納能力在線評估系統、新能源并網裕度分析系統,利用全網資源提升新能源消納能力,從源頭上避免棄風棄光問題。該系統目前已在甘肅、江蘇試點應用,有效支撐了電網接納大規模新能源發電。
大步快跑,要跑得穩、跑得久。新能源大量并網后,如何保障大電網安全穩定是關鍵。面對電網“雙高”“雙峰”特征,南瑞集團依托長期技術積淀,創新研發出動態增容斷面穩定限額在線計算及管理系統,可基于設備動態限額,滾動計算電網輸電斷面最大輸電能力,充分挖掘設備和電網潛力,提升斷面輸送能力。南瑞集團研發的短路電流在線精細化計算及輔助決策系統,可基于精益化模型數據,提升短路電流在線精細化分析水平,解決網架結構和電壓支撐相矛盾的問題,實現電網安全、效率雙提升。以上系統已在浙江多元融合高彈性電網項目中示范應用,為支撐浙江電網向低碳高效轉型提供了堅強保障。
支撐系統建設 服務電網升級
4月2日,位于上海的國網華東分部電力調控分中心內,南瑞集團研發及工程人員正有序開展新一代調度技術支持系統實時監視相關應用部署調試工作。據現場項目負責人吳慶曦介紹,目前,他們已支撐華東分部完成新一代調度技術支持系統試點的硬件部署、支撐平臺和人機云終端部署調試等工作,計劃年內完成主要應用部署工作。
“30·60”目標的實現離不開整個電力領域的頂層設計。調度技術支持系統是電力系統運行與控制的重要基礎設施,實現了電力系統的數據處理、運行監視和分析控制,是電網安全、經濟運行的神經中樞。隨著特高壓交直流混聯電網快速發展,新能源大規模接入,電力市場化改革持續推進,電力系統的結構形態、系統特性和生產組織發生重大變化。為應對上述挑戰,國家電網公司提出建設新一代調度技術支持系統。南瑞集團全程參與,在國調中心組織下,與多家單位共同承擔了新一代調度技術支持系統總體框架、總體方案以及技術規范等關鍵文件編寫,支撐平臺研發,以及實時監控、自動控制、分析校核、培訓仿真、現貨市場、新能源預測、運行評估和調度管理等八大類業務應用構建工作。
作為新一代調度技術支持系統的“底座”,支撐平臺在支撐系統運行方面發揮著重要作用。南瑞集團作為主要力量牽頭研發的支撐平臺,采用“云大物移智鏈”先進技術,在公共組件的基礎上,結合平臺管理、安全防護、系統運維等相關組件,體現了“物理分布、邏輯統一”架構特征,為八大類業務應用提供了統一規范的基礎服務、數據服務和人機交互服務,打造了可靠安全高效的系統運行環境,以及標準開放的多業務、多場景開發生態。
當前,新一代調度技術支持系統試點部署工作如火如荼。南瑞集團研發及工程人員正奔波在華東、江蘇、浙江、河北,以及寧波、蘇州、雄安等試點地區,為早日完成“智能、安全、開放、共享”的新一代調度技術支持系統貢獻智慧和力量。
南瑞集團將認真貫徹國家電網公司黨組決策部署,把握“碳達峰、碳中和”歷史機遇和挑戰,堅持創新驅動,提升核心技術能力,以更先進技術、更可靠裝備、更優質服務,全力支撐以新能源為主體的新型電力系統構建,為國家電網公司率先實現企業碳排放達峰、能源電力行業盡早達峰、全社會盡快實現“碳中和”貢獻南瑞力量!