2020-06-22 10:28:20
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河北首座虚拟变电站在平山投运——边远山区电网建设蹚出一条新路

2020年06月22日 10:28:20来源: 石家庄日报

  我省首座虚拟变电站在平山投运

  ——边远山区电网建设蹚出一条新路

  虚拟变电站是什么样的?它不用占地数亩,更无须动辄数千万元的建设资金,只需要利用现有网架结构,在分支线路交会处建立开闭所,结合分布式电源、储能装置及通信控制装置将其虚拟成一座变电站,便可向周边负荷供电。

  在能源互联网技术的加持下,6月19日,河北省首座以消纳光伏扶贫和提高山区供电的虚拟变电站——平山县营里虚拟变电站正式投运。自此,不仅可以提高当地分布式电源利用小时数,增加农民收入,提高农网供电可靠性,还可大大减少电网投入,为末端电网轻资产发展迈出了探索实践的一步。

  为什么要建设这样一座虚拟变电站?它是怎样开展工作的,有哪些技术亮点,又能带给农户怎样的便利?近日,记者在该变电站投运前实地探访,对此进行深入了解。

  智能储电 平稳发电

  站在平山县营里乡桃元村边的山坡上,一排排错落有致的蓝色光伏板在阳光下熠熠生辉,正源源不断地将光能转化成电能。

  利用当地优越的光资源实现光伏扶贫,这已经成为不少地区脱贫的新路径。不过,因为营里乡属于深山区,处于配电网末端,安装村级光伏后,一度出现功率倒送及光伏并网点电压越限的情况,对电网安全稳定运行造成冲击,而且,营里线发生故障时会对全乡正常用电造成一定影响,供电可靠性较低,一旦停电,光伏发电也将无法送入电网,影响发电收益。

  有了虚拟变电站,这些问题再也不用担心。

  记者看到,和普通变电站不同,营里虚拟变电站占地不过数百平方米,相比同电压等级变电站,节省建设占地95%。它主要由开关站、储能系统和配网边缘控制服务中心组成,并通过利用能源互联网技术,将三者虚化为一座变电站,10千伏出线向周边负荷供电。

  剩余电量16%、剩余电量17%……距离桃元村不远的营里供电所内,虚拟变电站正在试运行,山坡上光伏板转化的电能正在一点点存到储能系统中。

  “将多余的光伏电量存入储能装置后,即可解决分布式电源并网消纳难题,实现在光伏低谷发电,释放电量,起到削峰填谷的作用,有效提高配电网供电可靠性和电能质量。”营里乡供电所所长陈立元高兴地说,此举预计可年增加农户收入20余万元。

  “聪明大脑”可形成能源互联

  除了可以为资源匮乏地区赋能,增加农民收入,营里虚拟变电站还非常“聪明”。

  打开变电站的能量管理系统,记者看到,储能电池、光伏发电等运行状态一目了然。更厉害的是,通过变电站边缘控制服务中心这一“大脑”,变电站还可以实现对光伏电站、开闭所智能终端设备、调度系统的数据等进行有效分析,实现对“源(光伏电源)、网(配电网)、荷(电网供电负荷大小)、储(储能装置的充放电操作)、用(用户端的用电可靠性、电压和智能用电)”的协调优化运行。

  “营里乡用电量小,供电半径长,用户末端电压偏低,供电可靠性相对较差,一旦出现故障波及范围广。加之山路崎岖,故障排查、修复时间长。”平山县供电公司运维班班长李国国告诉记者,虚拟变电站投用后,便可以通过数据分析快速故障研判,做到快速隔离故障,并通过储能装置对非故障区恢复供电,也为快速抢修赢得了时间。

  陈立元给记者算了一笔账:去年5月的一天,营里乡突遇大风恶劣天气,4名抢修人员翻山跨梁近两个小时才确定出故障点。虚拟变电站建成后,将10千伏营里线路一分为四。一旦发生停电,通过虚拟变电站进行故障研判、隔离,第一时间就可判定故障所处的分支线路,抢修时间较之前整整节省了一个小时。

  “营里虚拟变电站投用后,即可形成能源互联。该乡供电半径也将由29公里缩短至18公里,提高末端电能质量。”市供电公司有关负责同志表示,该虚拟变电站提出了“源储互济”和“即断即愈”的有源配电网运行策略,将传统配电网改造成了“可并网、可离网、运行方式灵活、供电能力强、可靠性高”的“有源自治自愈配电网”。

  实现突发情况“微网”运行

  记者在采访中了解到,针对配电网末端供电可靠性低、分布式电源消纳能力弱等问题,传统的方法是新建35千伏变电站,最初,平山县供电公司也向上级提出了这样的申请。不过,经省市专家反复论证,多方位调查研究,针对营里乡电网特定条件,提出了建设虚拟变电站这一崭新的解决方案。

  “建设虚拟变电站,可有效减少电网投资成本。”平山县供电公司五级职员刘志辉解释说,新建常规35千伏变电站投资约为3700万元,虚拟变电站的投资约1000万元,可节约电网投资73%。

  据介绍,该项目投资929万元,新建线路1.94公里,新增1台容量为0.16兆伏安的配变、3座储能柜等基础设施。去年12月3日开工后,施工单位45名工作人员克服天气寒冷、地形复杂等困难,日夜不停地实施作业,并最终于今年1月20日完成1600千伏安箱变投运工作,提前完成建设任务。

  “营里虚拟变电站储能装置并网运行后,将实现全功能运行,边缘控制中心也可以在外部故障切除后,进行一键‘黑启动’,该供电区域的电网可实现故障期间紧急供电,由‘储能电厂+光伏电厂’实现营里乡微电网运行2小时以上,保证居民紧急用电。”市供电公司发展部专责马乐表示,未来,他们还将根据虚拟变电站运行后的实际数据进行分析总结,继续提升基于边缘计算的区域配电网综合运行管理能力,提升末端配电网运行管理水平。

  此外,该技术还可推广应用到海岛、孤岛及偏远地区等,可进一步提高供电可靠性,为用户提供优质的用电体验。(记者 吴温 通讯员 王礼 康伟 霍晓娟)

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[作者: 吴温 王礼 康伟 霍晓娟  责任编辑: 杨丹宇 ]
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