2022年12月31日，國內(nèi)首座大型構(gòu)網(wǎng)型儲能電站——湖北荊門新港儲能電站一期建設(shè)成功送電、并網(wǎng)運(yùn)行。項目位于荊門市沙洋縣工業(yè)園區(qū)新港大道和工業(yè)十二路交匯處，總?cè)萘?0兆瓦/100兆瓦時，其中一期投產(chǎn)12.6兆瓦/26.8兆瓦時。
近日，記者專訪新港儲能電站設(shè)計單位——湖北正源電力集團(tuán)設(shè)計分公司，探究這座最新“上線”的超級“充電寶”背后的小秘密。
超級“充電寶”可提供約100兆瓦時錯峰電量
據(jù)了解，位于荊門市沙洋縣的220千伏長林變電站供區(qū)光伏等新能源裝機(jī)容量達(dá)334兆瓦，高比例新能源接入給電網(wǎng)調(diào)峰能力和安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來風(fēng)險挑戰(zhàn)。為推動新型電力系統(tǒng)建設(shè)和湖北電網(wǎng)轉(zhuǎn)型發(fā)展，國網(wǎng)湖北省電力有限公司積極試點(diǎn)建設(shè)首座電網(wǎng)側(cè)大型磷酸鐵鋰電池儲能電站先行示范項目——荊門新港儲能電站。
湖北正源電力集團(tuán)設(shè)計分公司設(shè)計中心主任工程師李文娟介紹，新港儲能電站作為超級“充電寶”，可以分擔(dān)220千伏長林變電站新能源上網(wǎng)壓力，同時能夠參與調(diào)峰調(diào)頻，優(yōu)化電網(wǎng)潮流，發(fā)揮削峰填谷作用，提升電網(wǎng)新能源消納能力。全容量投運(yùn)后的儲能電站將通過低谷時段充電、高峰時段放電，每天最高可提供約100兆瓦時錯峰電量，相當(dāng)于可以同時滿足1萬戶家庭一天的用電需求。儲能電站位于沙洋高橋工業(yè)園，可為低碳數(shù)字化的園區(qū)提供更加可靠的電源支撐，助力園區(qū)企業(yè)科學(xué)用能、降本增效，以及新能源共享式儲能服務(wù)。
國內(nèi)首座，多項技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新示范引領(lǐng)
李文娟介紹，新港儲能電站的設(shè)計主要包括系統(tǒng)部分、電氣一次部分、二次系統(tǒng)、土建部分、消防部分等五大部分。
作為構(gòu)網(wǎng)型儲能站先行示范工程，沒有可借鑒的成熟經(jīng)驗，湖北正源電力集團(tuán)設(shè)計分公司組建設(shè)計團(tuán)隊，對儲能電站所涉及的關(guān)鍵技術(shù)展開攻關(guān)，積極探索，引入了不少“黑科技”，多項技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新突破，為儲能電站設(shè)計提供技術(shù)支撐和優(yōu)化思路。
新港儲能電站設(shè)計有并網(wǎng)檢測裝置，具備貫量、阻尼控制、一次調(diào)頻、大擾動特性等測試功能，配置16臺PCS(儲能變流器)升壓一體機(jī)，具備1.5倍/10S的暫態(tài)過載能力，通過部署自主運(yùn)行控制策略，可以獨(dú)立支撐電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)側(cè)儲能暫-穩(wěn)態(tài)聯(lián)合控制與自主調(diào)節(jié)，具備事故應(yīng)急、黑啟動等作用，大幅提升區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力和安全穩(wěn)定性。
在儲能電站運(yùn)行中，消防安全極為重要。在設(shè)計之初，設(shè)計團(tuán)隊就邀請國內(nèi)優(yōu)質(zhì)電池廠商從電芯及電池艙安全性、逆變器性能和消防系統(tǒng)設(shè)計等方面開展技術(shù)交流探討，積極查閱設(shè)計規(guī)程規(guī)范，借鑒相關(guān)消防事故處理經(jīng)驗，對設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，提出了氣體與水噴淋相結(jié)合的消防模式，從設(shè)計源頭牢牢把住安全關(guān)口，大幅提升儲能電站安全性。同時，聯(lián)合湖北電力科學(xué)研究院編制了《電化學(xué)儲能電站建設(shè)安全專題分析報告》，填補(bǔ)了國內(nèi)儲能電站多項技術(shù)空白。
創(chuàng)新設(shè)計讓儲能電站建設(shè)運(yùn)行更安全高效
新港儲能電站按照“模塊化設(shè)計、智能化技術(shù)、裝配式建設(shè)、機(jī)械化施工”的總體設(shè)計思路，做到安全可靠、先進(jìn)適用，注重靈活高效、智能運(yùn)維。“電站從開工建設(shè)到投產(chǎn)運(yùn)行僅用了4個多月時間，主要設(shè)備儲能變流器及升壓變壓器采用成套一體化、預(yù)制艙式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)部分設(shè)備均布置在二次設(shè)備艙內(nèi)，現(xiàn)場進(jìn)行組裝即可開展調(diào)試，大大縮短了建設(shè)周期，提升了安全建設(shè)水平，減輕了后續(xù)的運(yùn)維壓力。”李文娟介紹道。
在電站設(shè)計過程中，設(shè)計團(tuán)隊深化三維設(shè)計技術(shù)在施工中應(yīng)用研究，通過三維輕量化模型與施工工序進(jìn)行掛接，采用三維動畫與語音相結(jié)合的場景應(yīng)用，重點(diǎn)展示消防設(shè)施及水泵房設(shè)備的布置、建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造與連接、管線網(wǎng)的碰撞避讓等部位及施工要點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)工藝流程，對施工單位更好的進(jìn)行技術(shù)交底對接，讓建設(shè)更安全高效。
在電站智能運(yùn)維方面，采用設(shè)備在線監(jiān)測、遠(yuǎn)程智能巡視、電池火災(zāi)預(yù)警、消防自動控制等技術(shù)，增加了智能巡視主機(jī)、智能分析主機(jī)，具備設(shè)備狀態(tài)缺陷、安全風(fēng)險等圖像識別能力，大幅提升儲能電站安全智能運(yùn)維水平。同時，湖北正源電力集團(tuán)設(shè)計分公司系統(tǒng)性的總結(jié)了該儲能電站設(shè)計的相關(guān)規(guī)范，編制了《電化學(xué)儲能電站典型設(shè)計》，將起到示范引領(lǐng)作用，為后續(xù)儲能電站的建設(shè)提供借鑒與參考。
新港儲能電站示范項目成功并網(wǎng)，標(biāo)志著國內(nèi)首座電網(wǎng)側(cè)構(gòu)網(wǎng)型儲能電站進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行，有效解決高比例新能源接入和消納帶來的壓力，為研究電網(wǎng)側(cè)大型電化學(xué)儲能的規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維管理等技術(shù)積累經(jīng)驗，將加快推動建設(shè)新型能源體系，助力國家“雙碳”目標(biāo)落地。
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