国网新型电力系统示范标杆·随州100%新能源供电

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编者按 近日，国家电网有限公司印发通知，发布新型电力系统示范标杆名单和典型案例集，包括系统类示范标杆10项、项目类示范标杆10项。公司要求各单位学习借鉴新型电力系统示范标杆的好做法，结合各地资源禀赋和电网特点，因地制宜、因时制宜、因网制宜，有力有序推进示范建设，发挥典型引领带动作用。电网头条将逐一为您介绍这些电力系统示范标杆。湖北随州广水100%新能源新型电力系统示范 居“荆豫要冲”，扼“汉襄咽喉”，为“鄂北重镇”。 随州，位于湖北省北部，是湖北省对外开放的“北大门”，也是华夏始祖炎帝神农的诞生地。这里“风光”资源丰富，是该省新能源大市。 为探索新能源高质量发展与消纳路径，国网湖北电力在随州广水市建成世界首个县域级100%新能源新型电力系统科技示范工程，旨在通过实际运行、实际试验、实际研究，掌握高比例新能源电力系统的运行特性和规律，为新型电力系统大规模建设提供湖北成套解决方案。 01总体情况项目选取随州广水建设世界首个百兆瓦级100％新能源新型电力系统示范工程。工程覆盖广水县域核心供区，总供电面积418平方千米，新能源总装机容量24.4万千瓦，最大负荷6.1万千瓦。项目面向新型电力系统构建与运行控制领域，在电源、电网、负荷、储能、控制、保护、通信等方面形成成套解决方案并研制系列核心装备，打造“新能源供应为主体，源网荷储实时协同平衡”的电网形态，在多种电网运行方式下实现新能源的高效利用与消纳。示范区全年100%新能源供电时间占比超70%，新能源供电量占比超80%。项目入选国家能源局能源绿色低碳转型典型案例，为高比例新能源电力系统建设运行提供了宝贵的实证经验。 02建设背景自“双碳”目标提出以来，湖北新能源装机迅猛增长，但配套的网架建设与调节控制手段无法满足新能源大规模并网要求，新能源消纳压力不断增大。同时，随着新能源占比的不断提高，电网抵御故障能力减弱，各类不确定因素叠加给电网安全稳定运行带来了严峻挑战。为探索新能源高效利用的新理论、新技术与新方法，国网湖北电力经过多轮调研论证，选取随州广水建设新型电力系统示范区，利用广水相对丰富的风、光资源开展各类实证研究。 03建设大事记2022年12月示范区进入系统调试阶段。 2023年1月首次实现示范区能量路由器联网运行。 2023年3月首次实现示范区储能构网带负荷独立运行。 2023年3月首次实现示范区储能构网条件下100%新能源电网独立运行。 2023年10月示范区工程进入常态化运行阶段（能量路由器联网模式）。 2024年1月示范区入选国家电网公司第一批新型电力系统原创技术策源地科技示范工程名单。 2024年2月由湖北电科院牵头申报的“湖北随州广水高比例新能源县域电网项目”入选国家能源局能源绿色低碳转型典型案例。 2024年11月首次实现示范区储能及光伏同时构网条件下的100%新能源电网独立运行。 2024年11月高比例新能源县域电网构建关键技术及成套装备入选《国家重点推广的低碳技术目录（征求意见稿）》。 2024年12月湖北电科院“新型电力系统新能源构网控制技术及装备研发科技创新团队”获评湖北省“楚天英才计划·科技创新团队”。 04特色亮点强化支撑能力，电源侧改造升级 项目对示范区内的6.2万千瓦风电与3.2万千瓦光伏进行自同步电压源改造，使新能源具备与火电、水电等传统电源相似的控制特性，并首次在真实电网中以新能源作为主电源进行独立组网，实现新能源对电网电压与频率的主动支撑。 光伏逆变器自同步电压源改造电路板 挖掘互联模式，电网侧装备革新 项目研制世界首个110千伏/60兆瓦/7端口能量路由器，该装备拥有连接不同电压等级的3个交流端口与4个直流端口，可实现各端口之间电力潮流大小与方向的快速精准控制。通过能量路由器将示范区与上级大电网相连，构成一个能量多向流动、频率各自独立的互联系统，为新型电力系统柔性组网方式提供实证经验。 能量路由器站全景图 提升灵活水平，负荷侧智能群控 项目建设5座光储充一体化电站，研究站网友好互动技术和功率群控技术，实现电动汽车的灵活充放。5座分布式电站在50毫秒内的瞬时最大冲击电流可达500安培，冲击功率达8300千瓦，由此可模拟大量电动汽车接入后对配电网的冲击，并研究相应的应对手段。 光储充一体化电站 优化布点路线，储能侧多元并进 项目建设总容量为20.75兆瓦/33兆瓦时的储能系统，立足发展实际，在示范区电源侧、电网侧、负荷侧分散布置磷酸铁锂电池储能与全钒液流电池储能。通过储能方案的比选研究与示范应用，项目探索多类型储能在未来电网中的应用可行性与经济性。 储能电池舱 巩固调度中枢，控制侧精准协控 项目研发基于数字孪生的百兆瓦级高比例新能源协同控制系统，实时协同控制分布式电源、电动汽车、储能、能量路由器等设备，实现示范区设备状态全息感知、精细化气象分析、高精度源荷预测、源网荷储调节潜力判断、控制策略智能推演、运行方式平滑切换、动态稳定控制、电网黑启动等核心功能，有力保障示范区在不同运行场景下的电压、频率稳定，大幅提升广水市新能源消纳水平。 协同控制系统界面 突破传统框架，保护侧体系重构 项目研究100%新能源新型电力系统故障特性，提出灵敏度高、选择性好、主后备兼顾的新型继电保护方案。在示范区打造了“区域—站域—就地”多层级新型继电保护体系，实现从110千伏到10千伏电压等级的保护全场景覆盖，满足示范区在不同故障场景下的安全稳定运行需求。 PAC-8006-G型站域保护装置 探索新兴技术，通信侧融合应用 项目在示范区建设“网络全域覆盖、业务全面支撑、技术安全可控”的5G网络，实现5G通信与电力系统全覆盖、多层次深度融合。5G应用跨越了从380伏到110千伏多个电压等级，覆盖了风电、光伏发电、储能、能量路由器、用户终端等多个应用场景。 示范区通信网络示意图 05建设人物·柳丹湖北电科院新型电力系统研究中心副主任 主持建成湖北随州广水100%新能源新型电力系统科技示范工程，全面负责工程技术方案顶层设计，开展工程可行性研究、初步设计、技术开发和系统仿真工作；牵头编制系统调试方案，带领团队开展515项现场试验，通过多次技术论证和策略迭代，成功实现构网储能和构网新能源独立建立110千伏交流系统，充分掌握“双高”电力系统的真实特性。 曹侃湖北电科院新型电力系统研究中心副主任 主要参与该工程的规划、技术方案制订，负责高压大容量能量路由器站调试，探索研究新型电力系统的柔性组网方式和关键互联装备；全程参与能量路由器带系统运行试验、独立运行试验、保护接地试验等，为控制、保护、源网荷储互动等技术验证积累大量真实数据。 程欢随州供电公司项目管理中心副主任 主要负责该工程项目用地、工程建设及属地协调；负责工程所辖能量路由器站、4处储能站、5处光储充智慧充电站及配套线路全过程项目管理；从模式探索、精准选址到建设施工，在确保土地资源的合理利用和协调相关部门和社区建立良好关系做到了“双平衡、两不误”，确保工程按期投运。 胡畔湖北电科院新型电力系统研究中心电力电子与储能室主管 担任该工程系统调试副总工程师，牵头开展构网型新能源机组及场站技术专题攻关，承担示范工程首次风、光、储构网方式下独立运行试验、首次能量路由器联网方式试验、110千伏真型接地短路试验等，承担了“区域新型电力系统及农村能源体系构建”湖北省重点实验室建设及申报。 叶畅湖北电科院新型电力系统研究中心系统构建与运行控制研究室副主管 主要负责源网荷储协同控制系统研发及策略制订，作为调试副总工程师参与工程系统调试，组织编制几十项现场试验方案；牵头开展工程常态化运行情况分析，排查电网运行安全隐患3处，改进系统运行策略16项。 熊平湖北电科院新型电力系统研究中心新型保护技术室副主管 示范标杆申报材料主要完成人。自2021年起，深度参与广水100%新能源新型电力系统能量路由器和新型站域保护装置技术攻关、仿真测试、调试方案编制、现场技术实证等工作。 康逸群湖北电科院新型电力系统研究中心电力电子与储能室专责 主要从事电化学储能技术研究及应用工作；参与完成示范标杆申报材料；牵头完成示范工程配套构网型储能项目建设任务，负责开展构网型储能技术实证，成功实现了国内首次构网型储能支撑县域级电网独立运行。 来源｜国网湖北电力融媒体中心湖北电科院随州供电公司感谢｜易少伟甘依依刘超夏一菲责编｜郑欣月 <a href="https://mp.weixin.qq.com/s/gzyOns9caXTPy5Q8wgg_Qg" >查看原文</a> 原文转载自微信公众号,著作权归作者所有 <a href="https://www.meipian.cn/592x0vfw" target="_blank">10 kV 电缆网5种典型电网结构示意图</a> <a href="https://www.meipian.cn/592wr5r7" target="_blank">配电网工程施工工艺规范·课件</a>