小容量同步调相设备,具备优异的暂态稳态特性和无功调节能力,对维持电力系统电压稳定起到重要作用,同时可提高系统短路容量和短路比,从而支撑新能源电力大规模外送,为大电网安全稳定运行保驾护航。”陈春萌说。
按照解决方案,新能源分布式调相机具有系统简单、集成度高、调节性能好等优点,既能发挥系统动态无功储备的作用,又能为新能源电站提供次暂态、暂态、稳态的全过程无功补偿与电压支撑,极大提升青豫特高压直流通道的新能源电力输送能力。
被誉为电网“稳压器”的调相机在电网侧早已大规模应用,而且技术成熟、产品丰富。然而国内外尚无调相机在新能源场站应用的先例。青海电网海南新能源发电基地的21台分布式调相机由国家电网公司统一组织安装,由国家电投黄河上游水电开发有限责任公司投资建设,由哈尔滨电气集团有限公司、上海电气集团股份有限公司、东方电气集团东方电机有限公司研发制造。
哈尔滨电机厂有限责任公司副总经理李春廷介绍:“尽管大型调相机技术已相对成熟,但用于新能源发电侧的分布式调相机从设计数据上看,在性能上较常规调相机需提升30%以上,而机组损耗需下降20%。”
三家研发制造企业抽调技术骨干组成专项攻关团队,通过电磁设计的深度优化、结构设计的不断创新和原材料的高标准选择,经过多番设计迭代,最终打造出满足要求、兼具性能和经济性的新型分布式调相机。
今年5月份,在青海省能源局的支持下,青海电网21台分布式调相机正式启动安装。国网青海电力积极与各方沟通协调,全方位推进调相机涉网验收、涉网调试、启动方案审定、并网试验及运行管理等工作,有力保障了调相机群顺利并网。
新能源分布式调相机群
助力缓解新能源消纳压力
9月2日12时,在青海海南千万千瓦级新能源基地,随着330千伏旭明变电站1号调相机投入试运行,世界首台新能源分布式调相机正式落户青海。11月8日,首批11台新能源分布式调相机全部投入使用,世界首个新能源分布式调相机群形成,带动海南地区新能源消纳能力提升185万千瓦。
“这是世界上首次在电源侧大规模安装分布式调相机,对于推动新能源大规模开发利用,构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有重要的示范引领意义。”国家电力调度控制中心系统处专责张怡介绍,与传统的无功补偿装置相比,分布式调相机具有故障瞬间电压支撑能力强、暂态响应速度快等优点,可作为电力系统电源侧的“稳定器”,未来将是新型电力系统的重要组成部分。
得益于分布式调相机的投运,11月16日、17日,青海电网新能源发电出力连续两日突破千万千瓦,达到1045万千瓦和1061万千瓦,较历史峰值994万千瓦分别提升了5.1%和6.7%。这两日间,光伏发电大发时段青海全网用电负荷在980万千瓦至1010万千瓦,新能源出力持续超全网用电负荷,新能源日发电量最高达到1.07亿千瓦时,占全省全天用电量的43.1%。此后,新能源发电出力及发电量屡创新高。
“由国家电网公司主导并推动的世界最大规模新能源分布式调相机群,首批11台调相机经实际运行验证效果显著。”国网青海电力调度控制中心主任方保民介绍,这对青海新能源发电出力连续两日创新高有着直接的推动作用,大幅缓解了新能源消纳压力。
“探索在电源侧大规模安装分布式调相机的实践,将有效解决跨区直流输电和新能源大规模接入电网带来的电压稳定问题,对于加快推动能源转型发展具有重大意义。”国家电投黄河上游水电开发有限责任公司工程技术部主管薛宁说。
今年前11个月,青海电网新能源总发电量达到313亿千瓦时,同比增长37.9%。按照解决方案,明年21台分布式调相机全部投产后,可提高青海海南地区新能源送出能力350万千瓦,预计年均增发新能源电量70.2亿千瓦时,相当于节约标准煤318.9万吨,减排二氧化碳574.2万吨。
在我国推进实现碳达峰、碳中和目标的大背景下,青海省正以迅速发展的清洁能源产业全力推动能源清洁低碳转型。国网青海电力将继续贯彻落实国家电网碳达峰、碳中和行动方案,持续探索大型新能源基地电网安全高效运行技术,全力推进新型电力系统省级示范区建设,助力青海打造国家清洁能源产业高地。
原标题:世界首个新能源分布式调相机群在青海稳定运行: 破解技术难题 促进绿电消纳