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光熱耦合新型儲能:支撐島嶼型微電網(wǎng)建設(shè)

2025-01-11 09:29  來源:數(shù)字儲能網(wǎng)新聞中心  瀏覽:  

2024年12月31日傍晚,在安徽省銅陵市胥壩鄉(xiāng)衣冠村的近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目現(xiàn)場,安徽電力科學(xué)研究院系統(tǒng)及新能源技術(shù)中心的研發(fā)團隊正在調(diào)試剛剛并網(wǎng)試運行的光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)。不遠處,兩塊24米長的銀色太陽能聚光板在夕陽映照下仿佛蒙上了一層薄紗。銅陵供電公司胥壩供電所員工穿行其間,檢查導(dǎo)熱油管道設(shè)備。

胥壩鄉(xiāng)四面環(huán)江,是長江安徽段最大的江心洲,銅陵淡水豚國家級自然保護區(qū)就在這里。近年來,胥壩鄉(xiāng)依托紅色文化和江豚保護文化,立足優(yōu)美的田園風(fēng)光,積極推動鄉(xiāng)村農(nóng)旅融合。旅游經(jīng)濟的發(fā)展,對島上用能提出了更高的要求。

對胥壩鄉(xiāng)來說,大力發(fā)展分布式可再生能源、推動綠色電能高效生產(chǎn)和精準(zhǔn)分配、建設(shè)島嶼型微電網(wǎng),是實現(xiàn)綠色發(fā)展的一個有效路徑。然而島內(nèi)獨特的地理環(huán)境以及季節(jié)性用電所帶來的負(fù)荷波動性,導(dǎo)致島內(nèi)分布式光伏發(fā)電就地消納能力不足。此外,島內(nèi)居民生產(chǎn)生活靠兩條10千伏跨江架空線路供電。這種線路易受臺風(fēng)、暴雨等極端天氣影響,供電保障能力有待進一步提升。

為此,2023年3月,安徽電科院聯(lián)合銅陵供電公司組建技術(shù)攻關(guān)團隊,在胥壩鄉(xiāng)開展系統(tǒng)調(diào)研,詳細分析島上新能源發(fā)電和居民用電的時空匹配特性。經(jīng)過幾輪研討,團隊確定了采用分布式光伏發(fā)電與新型儲能協(xié)同供電的技術(shù)路線。隨后,近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目啟動。項目集中開展高能效分布式壓縮空氣儲能、自適應(yīng)移動發(fā)電機、低壓臺區(qū)柔性互聯(lián)、分布式儲能協(xié)同構(gòu)網(wǎng)控制等關(guān)鍵技術(shù)探索,目標(biāo)是推動島內(nèi)清潔能源消費占比接近100%。

經(jīng)過一年多的攻關(guān),團隊先后攻克了壓縮空氣儲能系統(tǒng)模塊化、小型化集成設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)。2024年12月12日,光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)、移動式自適應(yīng)投切并網(wǎng)發(fā)電機等試點項目并網(wǎng)試運行。近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目取得階段性成果。

光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)由太陽能集熱、低功耗空氣壓縮、中壓儲氣、超高速透平發(fā)電、高低溫蓄熱系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成,采用緊湊化和模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu),具有占地面積小、系統(tǒng)能效高、運行噪聲低、系統(tǒng)擴容快等優(yōu)勢。系統(tǒng)在儲能時,通過低功耗空氣壓縮機將空氣進行壓縮并儲存起來;在需要釋能時,利用光熱加熱空氣,將儲存的空氣壓力能轉(zhuǎn)化為電能。這樣既實現(xiàn)了能量的高效儲存與轉(zhuǎn)換,又促進了可再生能源的高效利用。

“一套百千瓦級的壓縮空氣儲能系統(tǒng)占地面積不到一畝,能更好地適配空間有限的島嶼環(huán)境。”安徽電科院系統(tǒng)及新能源技術(shù)中心副主任丁津津介紹。

節(jié)省空間的同時,光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)的綜合效率也進一步提升。該系統(tǒng)應(yīng)用了“冷-熱-氣-電”多能流靈活優(yōu)化管控方法,極大提升了小型化壓縮空氣儲能系統(tǒng)的綜合運行效率,有效促進胥壩島分布式光伏發(fā)電電量就地消納。

另外,配套建設(shè)的200千瓦移動式遠程投切發(fā)電機可實時研判電網(wǎng)故障情況并遠程啟動投切,為分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)和區(qū)域電力保供提供雙重保險。

“目前,胥壩鄉(xiāng)屋頂光伏發(fā)電規(guī)模接近一萬千瓦。我們計劃進一步提升島內(nèi)電網(wǎng)的分布式電源接納能力。”銅陵供電公司調(diào)控中心主任曾偉華表示。光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)達到額定功率,有效應(yīng)對電力負(fù)荷側(cè)和分布式電源側(cè)的波動,維持島嶼型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。此外,島內(nèi)同步建設(shè)的無人機自適應(yīng)巡檢機巢和有載調(diào)壓變壓器,提升了項目的智能化、自動化水平,也為多能互補提供了有力保障。

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