為支撐能源結(jié)構(gòu)清潔化轉(zhuǎn)型和能源消費革命，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項，為提升分布式能源的充分消納和利用效率，設(shè)置了多能源互補的分布式供能與微網(wǎng)技術(shù)方向。作為該項技術(shù)的重要實踐，2016年年初，國網(wǎng)江蘇電力與連云港邊防支隊通力合作，在連云港的車牛山島規(guī)劃建設(shè)了“交直流混合”的海島智能微電網(wǎng)，2017年12月投入試運行，并于2018年4月25日通過驗收正式投運。該項目配備了國內(nèi)首個交直流混合、三端口變流器，為外海島嶼的高品質(zhì)用電提供了有效解決方案。
截至目前，車牛山島微電網(wǎng)共發(fā)電5.76萬千瓦時，凈化淡水61噸，供電供水實現(xiàn)自給自足，改變了靠補給船定期運送柴油發(fā)電的歷史。該項目是“基于電力電子變壓器的交直流混合分布式可再生能源技術(shù)研究”的成功初探，也是對國家重點研發(fā)計劃實施項目的實質(zhì)推進，對全國所有“高海邊無”(高海拔、海島、邊防、無人區(qū))地區(qū)的持續(xù)可靠用電具有重要意義。
目前，我國面積在500平方米以上的島嶼有6536座，其中有人居住的有400多座，大多為遠離陸地的中小型島嶼，對這些島嶼來說，持續(xù)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)一直是個奢求。
“我們駐守的這個小島遠離大陸，平時的給養(yǎng)保障全部依靠陸運，用水用電很不方便。為了解決這一問題，我們支隊在島上安裝了風力和光伏發(fā)電機組。現(xiàn)在有了智能微電網(wǎng)，供電、供水都不再是問題，天氣好的時候一天可以發(fā)400多度電，像空調(diào)、電熱水器這些大功率的電器使用起來完全沒有問題，可以跟陸地一樣享受同樣的生活。”提起島上的生活改善，駐守島嶼的連云港車牛山島邊防派出所所長孫權(quán)感慨地說。孫權(quán)駐守的車牛山島位于連云港東北方向，距離陸地47.5公里，總面積0.06平方公里。島上的移動通信基站、海事信號站和邊防部隊長期依靠柴油機、光伏等供應(yīng)電能，與國內(nèi)其他遠離大陸的島嶼一樣，存在供電穩(wěn)定性不足、自動化水平低和飲用水短缺等問題。
“車牛山島微電網(wǎng)項目充分運用了基于電力電子變壓器的交直流混合分布式可再生能源技術(shù)，‘三端口變流器’是這項工程的最大亮點，有了它島上的微電網(wǎng)就具備了可以思考的‘大腦’，能夠?qū)u上的風電、光伏、蓄電池等電能進行智能調(diào)度，使得島上用電和陸地一樣穩(wěn)定、可靠。”國網(wǎng)江蘇電科院的袁曉冬介紹說。
“以前電力供應(yīng)不穩(wěn)定，冬季平均每天只能用上3小時左右的電，用水主要靠定期補給和雨水收集，勉強滿足基本生活用水需求?，F(xiàn)在電力供應(yīng)穩(wěn)定又充足，也安裝上了海水淡化系統(tǒng)，每天都能洗上熱水澡了。”新兵陳虎起初對守島的生活還不太適應(yīng)，但是每天能洗上熱水澡讓他找到了家的感覺，“而且在光伏和風力發(fā)電量大的天氣，還可以將多余的電能用來淡化海水儲存起來，確實太方便了!”
車牛山島的智能微電網(wǎng)建成后，島上各個電源點和用電設(shè)備之間實現(xiàn)了互聯(lián)互通，在不同天氣條件下，不同用戶間的電能可以互濟互補，實現(xiàn)了島上50千瓦風機、30千瓦光伏、100千瓦柴油機以及450千瓦時儲能的海島能源綜合利用。
據(jù)了解，車牛山島的交直流混合智能型微電網(wǎng)以光伏、風電等多種綠色能源為基礎(chǔ)，以“三端口變流器”為核心，構(gòu)建由邊防、移動、海事三家組成的交直流混合微電網(wǎng)，利用能源管理系統(tǒng)，精確協(xié)調(diào)控制發(fā)電、儲能和用電，靈活調(diào)配各用戶的連接方式，實現(xiàn)了“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)控制和經(jīng)濟運行。
作為交直流混合智能型微電網(wǎng)的核心，“三端口變流器”還讓海島電網(wǎng)具備了遠程運維的“遙控器”，遠在數(shù)十公里之外的電網(wǎng)專業(yè)運維人員足不出戶就可對島上的電網(wǎng)和用電設(shè)備進行實時監(jiān)控和遠程診斷，有效解決海島遠離大陸缺乏專業(yè)電網(wǎng)運維人員，海島電網(wǎng)無法得到及時監(jiān)控和運維等問題。
據(jù)了解，國網(wǎng)江蘇電力正在研發(fā)國內(nèi)首個四端口微網(wǎng)路由器，該技術(shù)目前處于世界領(lǐng)先水平，將在蘇州同里新能源小鎮(zhèn)進行試點運用，構(gòu)建“以清潔為方向、以電為中心、以電網(wǎng)為平臺、以電能替代為重點”，多種能源協(xié)同互補的現(xiàn)代能源體系，引領(lǐng)現(xiàn)代城市能源發(fā)展方向。
