Hệ thống năng lượng mới 100% năng lượng mới cấp quận đầu tiên trên thế giới có thể cung cấp 100% năng lượng mới độc lập ở Thành phố Quảng Thủy, Thành phố Tô Châu, Tỉnh Hồ Bắc, với dân số hơn 200 người,000. Loại hệ thống điện mới này là một dạng lưới điện mới hướng tới tương lai với nguồn cung cấp năng lượng mới là cơ quan chính, kết nối linh hoạt với lưới điện lớn và tương tác phối hợp giữa nguồn, mạng, phụ tải và lưu trữ.
Tính đến ngày 28/8, hệ thống điện mới sử dụng 100% năng lượng gió và ánh sáng đã vận hành thử nghiệm ổn định trong 241 ngày tại thành phố Quảng Thủy, thành phố Tô Châu, tỉnh Hồ Bắc. Đây không chỉ là một lưới điện thiết thực và thực tế có thể đảm bảo có thể tạo ra và sử dụng năng lượng mới từ gió và ánh sáng mà còn là một nền tảng thử nghiệm mở với các đặc điểm của lưới điện trong tương lai.
Là một trong mười dự án trình diễn khoa học và công nghệ hàng đầu của Tập đoàn Lưới điện Nhà nước Trung Quốc, hệ thống điện mới 100% năng lượng mới cấp quận đầu tiên trên thế giới đã được triển khai tại Thành phố Quảng Thủy, có thể hiện thực hóa việc cung cấp điện độc lập 100% năng lượng mới của Quảng Thủy , và dân số của khu vực cung cấp vượt quá 200 người,000. Loại hệ thống điện mới này là một dạng lưới điện mới hướng tới tương lai với nguồn cung cấp năng lượng mới là cơ quan chính, kết nối linh hoạt với lưới điện lớn và tương tác phối hợp giữa nguồn, mạng, phụ tải và lưu trữ.
Ý nghĩa của việc xây dựng hệ thống điện mới này là gì? Làm thế nào nó có thể phục vụ sự phát triển kinh tế và xã hội?
Tại sao hệ thống điện mới được triển khai ở Quảng Thủy
Đầu tháng 6 năm nay, Cơ quan Năng lượng Quốc gia đã tổ chức 11 cơ quan nghiên cứu xuất bản “Sách xanh về phát triển hệ thống điện mới”. Sách xanh chỉ ra rằng hệ thống điện mới có bốn đặc điểm quan trọng: an toàn và hiệu quả, sạch và ít carbon, linh hoạt và linh hoạt và tích hợp thông minh.
Thống kê cho thấy lượng khí thải carbon dioxide từ các hoạt động năng lượng ở nước tôi chiếm khoảng 88% tổng lượng khí thải carbon dioxide và lượng khí thải carbon từ ngành điện chiếm khoảng 42% lượng khí thải carbon từ ngành năng lượng. Để đạt được mục tiêu “carbon kép”, năng lượng là chiến trường chính, điện là lực lượng chính và hệ thống điện mới là vật mang chủ chốt.
Theo định nghĩa do Ủy ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn Điều khiển và Vận hành Lưới điện Quốc gia đưa ra, hệ thống điện mới dựa trên lưới điện thông minh mạnh mẽ làm nền tảng trung tâm, được hỗ trợ bởi tương tác nguồn-lưới-tải-lưu trữ và bổ sung đa năng lượng, và là Hệ thống điện sạch, ít carbon, an toàn và có thể kiểm soát, linh hoạt và hiệu quả, thông minh, thân thiện, cởi mở và tương tác với các đặc điểm cơ bản.
Tại sao hệ thống điện truyền thống phải chuyển sang hệ thống điện mới?
Với việc phát triển các nguồn năng lượng mới, hệ thống điện truyền thống nước ta đang phải đối mặt với 3 khó khăn lớn: về phía tiêu thụ điện, phụ tải tiếp tục tăng cao; Về phía lưới điện, một lượng lớn năng lượng mới được kết nối gây ra mối đe dọa nhất định đối với an ninh hệ thống điện.
Người có liên quan phụ trách Cơ quan Năng lượng Quốc gia tin rằng việc xây dựng hệ thống điện mới là một kỹ thuật hệ thống phức tạp và gian khổ, đòi hỏi phải lập kế hoạch tổng thể về bố trí đường đi, triển khai khoa học và tiến bộ có trật tự.
Với nguồn tài nguyên phong cảnh phong phú, Quảng Thủy có điều kiện đặc biệt để trình diễn thí điểm.
Tô Châu là khu vực có tỷ lệ công suất lắp đặt năng lượng mới cao nhất và sản lượng điện tích lũy lớn nhất ở Hồ Bắc. Tính đến cuối tháng 7, công suất lắp đặt năng lượng mới kết nối lưới của Tô Châu đạt 3,1919 triệu kilowatt và tỷ lệ thâm nhập năng lượng mới đạt 267,93%, tức là công suất lắp đặt năng lượng mới đạt khoảng 2,68 lần phụ tải tối đa. Hiện tại, công suất lắp đặt năng lượng mới Quảng Thủy là 244 megawatt, phụ tải tối đa là 61 megawatt và tỷ lệ thâm nhập năng lượng mới đã đạt 400%.
Đồng thời, Lưới điện Quảng Thủy thuộc lưới điện đầu cuối, có thể dễ dàng tách khỏi lưới điện chính. Nó có khả năng xây dựng một tỷ lệ công suất lắp đặt năng lượng mới có thể điều chỉnh được (trong trường hợp cực đoan, tỷ lệ công suất lắp đặt năng lượng mới là 100%), tỷ lệ phụ tải linh hoạt có thể thay đổi và môi trường điện cơ-điện từ. Các điều kiện xây dựng mạng đa dạng kết hợp có thể cung cấp một địa điểm thử nghiệm cho các công nghệ như tương tác nguồn-mạng-tải-lưu trữ.
Vào tháng 12 năm 2021, State Grid Hubei Electric Power đã khám phá việc xây dựng dự án trình diễn công nghệ hệ thống điện mới 100% năng lượng mới cấp quận đầu tiên trên thế giới tại Thành phố Quảng Thủy, với diện tích cung cấp điện là 418 km2, bao gồm các khu thương mại, công nghiệp và dân cư lớn. khách hàng tại thành phố Quảng Thủy. Khám phá những cách mới để lưới điện tiếp cận và hấp thụ năng lượng mới tốt hơn, đồng thời giúp chuyển đổi cấu trúc năng lượng.
Kết nối linh hoạt với lưới điện lớn
"Hệ thống điện mới của Năng lượng mới Quảng Thủy vẫn đang trong giai đoạn vận hành thứ ba và hoạt động tổng thể ổn định. Bước đầu đã xác minh tính ổn định của hệ thống 110 kV được hỗ trợ độc lập bởi gió, ánh sáng và lưu trữ." State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd. Nghiên cứu khoa học năng lượng Theo Hu Pan, kỹ sư cao cấp tại Trung tâm nghiên cứu hệ thống điện mới của Viện, hệ thống năng lượng mới 100% của Quảng Thủy là một dạng hệ thống điện mới “được hỗ trợ bởi nguồn điện lớn”. lưới điện, với nguồn cung cấp năng lượng mới là phần chính và hoạt động cân bằng và phối hợp theo thời gian thực của mạng nguồn, phụ tải và lưu trữ".
Là một hệ thống lưới điện độc lập, hệ thống điện mới 100% năng lượng mới Quảng Thủy có thể hoạt động độc lập. Nhưng mối quan hệ của nó với lưới điện lớn không phải là không can thiệp mà là tương tác linh hoạt, linh hoạt. Sản xuất điện gió và quang điện “nhìn trời ăn”, hệ thống năng lượng mới và năng lượng mới có tính bất định lớn, lưới điện lớn có thể đảm bảo điều đó.
Hu Pan cho biết hệ thống điện được kết nối với lưới điện lớn và không thể hoạt động nếu không có thiết bị quan trọng - bộ định tuyến năng lượng. Bộ định tuyến năng lượng tương đương với một chiếc van, tương tự như bộ định tuyến mạng WiFi. Khi bật bộ định tuyến năng lượng, hệ thống điện năng mới “bắt tay” với lưới điện lớn; khi tắt đi thì “đoạn đứt” với lưới điện lớn.
Không giống như hệ thống điện truyền thống, đi vào phía phụ tải từ phía nguồn điện thông qua truyền tải, chuyển đổi và phân phối điện, cấp điện áp từ cao đến thấp và dòng điện là một chiều. Với sự trợ giúp của các bộ định tuyến năng lượng, hệ thống điện mới năng lượng mới không chỉ có thể lấy điện từ lưới điện lớn mà còn hoạt động như một cục bộ. Khi dư thừa năng lượng gió và năng lượng quang điện, nó còn có thể truyền tải điện ngược lại cho nguồn điện lớn. lưới để thực hiện kết nối linh hoạt với lưới điện lớn.
Hệ thống năng lượng mới 100% năng lượng mới Quảng Thủy là hệ thống năng lượng mới 100% với quy mô cung cấp điện lớn nhất trong phạm vi 100 megawatt và tỷ lệ phụ tải linh hoạt lớn nhất, tất cả đều được cung cấp năng lượng từ năng lượng gió và quang điện và có khả năng hoạt động độc lập lâu dài. Một hệ thống năng lượng mới có tỷ lệ cao 100-megawatt đầy quán tính, đầy điện năng có thể nhận ra 100% thời gian cung cấp năng lượng mới chiếm hơn 70% thời gian trong năm và nguồn cung cấp năng lượng mới chiếm hơn 80% trong năm. Đồng thời, 4 điện trường năng lượng mới, 1 trạm định tuyến năng lượng, 5 trạm sạc lưu trữ quang, 2 trạm biến áp, 17 đường dây trung chuyển, 703 trạm biến áp và các cơ sở người dùng liên quan cũng như cơ sở lưu trữ năng lượng của Dự án Trình diễn Quảng Thủy đã được mô hình hóa. Lưới đôi kỹ thuật số. Hệ thống này cũng có thể được sử dụng để nghiên cứu các vấn đề chính như ổn định điện áp, ổn định tần số, cân bằng công suất và đặc tính lỗi trong hệ thống điện mới, đồng thời cung cấp các kịch bản thử nghiệm thực tế cho những đổi mới và đột phá trong xây dựng lý thuyết của hệ thống điện mới.
Đổi mới công nghệ hỗ trợ vận hành ổn định
Việc xây dựng hệ thống điện mới cần thay đổi cấu trúc nguồn điện truyền thống, đặc tính phụ tải và dạng lưới điện, đồng thời việc thiết kế và xây dựng lưới điện tương lai phải thích ứng với độ phức tạp của hệ thống điện mới.
Để đạt được mục tiêu này, nhóm nghiên cứu khoa học của Dự án Trình diễn Quảng Thủy đã phát triển hệ thống điều khiển cộng tác nguồn-lưới-tải-lưu trữ đầu tiên trên thế giới có thể hỗ trợ hoạt động hiệu quả và ổn định của lưới năng lượng mới 100-megawatt. Nó có thể phối hợp điều khiển thời gian thực các nguồn điện phân tán, bộ lưu trữ năng lượng và bộ định tuyến năng lượng. Thiết bị điện tử công suất có thể nhận ra sự ổn định điện áp và tần số trong nhiều tình huống biến động điện năng cực kỳ phức tạp khác nhau, đặc biệt khi 100% năng lượng mới được kết nối độc lập với mạng và có thể đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau như xanh và hiệu quả khi hệ thống được kết nối với mạng, và an toàn và đáng tin cậy khi mạng bị cô lập đang chạy. Đồng thời, nhóm nghiên cứu khoa học cũng đã phát triển bộ điều khiển mạng bộ lưu trữ năng lượng và năng lượng mới, đồng thời lần đầu tiên xác minh các đặc tính của toàn bộ mạng lưới trạm trong lưới điện thực, để thiết bị phát điện năng lượng mới và Nguồn cung cấp năng lượng lưu trữ năng lượng có các đặc điểm giống như năng lượng than, thủy điện, v.v. Hiệu suất tương tự như các nguồn cung cấp năng lượng thông thường.
Kể từ khi đất nước đề xuất xây dựng hệ thống điện mới, các doanh nghiệp lưới điện nước tôi đã lấy việc đảm bảo năng lượng, an ninh điện năng làm tiền đề cơ bản, đáp ứng nhu cầu điện năng phát triển kinh tế - xã hội làm mục tiêu hàng đầu, lấy tối đa việc tiêu thụ năng lượng mới làm mục tiêu hàng đầu. nhiệm vụ chính là lấy lưới điện thông minh mạnh mẽ làm nền tảng trung tâm, đồng thời phấn đấu xây dựng và cải tiến hệ thống điện mới của nước tôi.
Để cải thiện hơn nữa hệ thống điện mới của đất nước tôi, chúng ta có thể kết hợp các kết luận rút ra từ nghiên cứu thực tế quy mô nhỏ với lộ trình phát triển thực tế về tỷ lệ năng lượng mới ngày càng tăng, xây dựng lưới điện kép kỹ thuật số và hiện thực hóa nhận thức toàn cảnh của hệ thống và ra quyết định thông minh. Các thuật toán thông minh được sử dụng để hỗ trợ và đảm bảo hệ thống điện mới vận hành ổn định.
Ông Wu Yingzi, Bí thư Đảng ủy, Chủ tịch Công ty TNHH Điện lực Lưới điện Nhà nước Hồ Bắc cho biết: “Trong bước tiếp theo, công ty sẽ thực hiện đầy đủ kế hoạch công việc để đi đầu trong việc xây dựng hệ thống điện mới ở TP. Hồ Bắc và phấn đấu xây dựng hệ thống điện mới xuyên khu vực đầu tiên ở Hồ Bắc vào năm 2024, cung cấp một bộ giải pháp hoàn chỉnh ở Hồ Bắc để xây dựng hệ thống điện mới quy mô lớn."