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遼寧電網(wǎng)攻克電池儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱技術(shù)難題紀(jì)實(shí)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:893次  |  2022年09月08日  

黨的十八大明確提出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),將生態(tài)文明建設(shè)納入我國特色社會(huì)主義“五位一體”總體布局。遼寧省委、省政府貫徹落實(shí)生態(tài)文明思想,深入執(zhí)行“藍(lán)天、碧水、凈土、青山和農(nóng)村環(huán)保”工程,一幅“美麗遼寧”新畫卷徐徐展開。國網(wǎng)遼寧省電力有限公司作為責(zé)任央企,深入學(xué)習(xí)貫徹黨的十八大、十九大精神,牢固樹立“四個(gè)意識(shí)”,主動(dòng)對(duì)接遼寧老工業(yè)基地振興戰(zhàn)略,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)牢牢把握科技進(jìn)步方向,積極推進(jìn)“藍(lán)天工程”和“電化遼寧”工作進(jìn)程,圍繞遼寧電網(wǎng)清潔能源消納難題,加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新攻關(guān),積極建設(shè)投運(yùn)多個(gè)科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目,電網(wǎng)接納清潔能源能力不斷提升,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)遼寧生態(tài)健康發(fā)展。


解決清潔能源消納難題


遼寧電網(wǎng)是東北電網(wǎng)負(fù)荷中心,電源裝機(jī)約占東北電網(wǎng)的35%,用電量占東北地區(qū)的50%。2008年至2012年,遼寧風(fēng)電出現(xiàn)爆發(fā)式上升,年均增速100%以上。受負(fù)荷上升低于預(yù)期,火電最小運(yùn)行方式尤其是供熱機(jī)組新增,核電陸續(xù)投運(yùn)等因素影響,2010年,遼寧電網(wǎng)開始出現(xiàn)棄風(fēng)問題,風(fēng)電消納能力持續(xù)下降,棄風(fēng)問題愈加明顯,到2015年,棄風(fēng)率達(dá)到14.60%,風(fēng)電消納矛盾突出。


消納清潔能源難題初顯,采取什么措施?如何解決難題?國網(wǎng)遼寧電力人開始踏上他們的科技創(chuàng)新之路……2011年,遼寧電力牽頭承擔(dān)863計(jì)劃“儲(chǔ)能系統(tǒng)提高間歇式電源接入能力關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”課題,研究提出儲(chǔ)能電站廣域協(xié)調(diào)控制方法,建設(shè)了當(dāng)時(shí)世界上最大的臥牛石全釩液流儲(chǔ)能電站。該儲(chǔ)能電站的建成投運(yùn),提高了間歇式清潔能源的利用效率,實(shí)現(xiàn)了削峰填谷、跟蹤風(fēng)力發(fā)電計(jì)劃等功能。同時(shí),遼寧電網(wǎng)省調(diào)首次開發(fā)了風(fēng)火水儲(chǔ)多源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行,在確保電網(wǎng)安全的前提下,讓電網(wǎng)最大能力接納風(fēng)電出力。這些都為遼寧高比例消納清潔能源創(chuàng)造了積極的條件。他們針對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)比重大、冬季供熱期間調(diào)峰能力下降導(dǎo)致清潔能源消納困難、“棄風(fēng)”“棄核”等現(xiàn)象,遼寧電力從電網(wǎng)電池儲(chǔ)能、電制熱儲(chǔ)熱、發(fā)電機(jī)組深度調(diào)峰等技術(shù)方向加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新,開展一系列科研技術(shù)攻關(guān)。


國網(wǎng)遼寧電力不遺余力千方百計(jì)消納清潔能源,在遼寧,“綠水青山就是金山銀山”理念已深入人心,能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生積極變化,生態(tài)文明頂層設(shè)計(jì)和制度體系建設(shè)加快推進(jìn)。通過強(qiáng)化科研支撐,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不斷提升,同時(shí)加強(qiáng)并網(wǎng)管理,確保了風(fēng)電有序發(fā)展。2016年以來,棄風(fēng)率逐年下降,消納形勢明顯好轉(zhuǎn)。截至今年六月,遼寧電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量4916.95萬千瓦,清潔能源裝機(jī)容量1726.47萬千瓦,占總?cè)萘?5.11%。上半年,遼寧電網(wǎng)總發(fā)電量915.69億千瓦時(shí),清潔能源發(fā)電量249.42億千瓦時(shí),占比達(dá)27.24%。數(shù)字的比較簡單、無言,但遼寧生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的變化有目共睹,如今,山更綠了,水更清了……數(shù)字的背后凝聚和見證了遼寧電力人為地區(qū)生態(tài)發(fā)展注入著不竭動(dòng)力。

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強(qiáng)化科技創(chuàng)新支撐保障


“我們跟蹤前沿技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài),結(jié)合遼寧區(qū)域特點(diǎn)、自身?xiàng)l件和優(yōu)勢領(lǐng)域,準(zhǔn)確研判科研攻關(guān)方向,循序漸進(jìn)建立了項(xiàng)目逐級(jí)培育體系。目前,遼寧在清潔能源消納、新材料復(fù)合導(dǎo)線等領(lǐng)域已形成涵蓋多層級(jí)、具有一定競爭力的項(xiàng)目儲(chǔ)備?!眹W(wǎng)遼寧電力科技信通部相關(guān)負(fù)責(zé)人說。


國網(wǎng)遼寧電力高度重視科技創(chuàng)新工作,認(rèn)真貫徹落實(shí)國家能源、科技發(fā)展及國家電網(wǎng)有限公司科技創(chuàng)新戰(zhàn)略要求,凝聚優(yōu)勢資源努力開展自主創(chuàng)新和科技攻關(guān),加強(qiáng)國家級(jí)科技項(xiàng)目申報(bào)與執(zhí)行,解決了電網(wǎng)重大技術(shù)問題。他們成立了科技創(chuàng)新工作領(lǐng)導(dǎo)小組,下設(shè)學(xué)術(shù)委員會(huì),統(tǒng)籌現(xiàn)有研發(fā)資源,加強(qiáng)科研布局和協(xié)同引導(dǎo),強(qiáng)化與知名科研院所的交流、合作,建成了緊密合作的協(xié)同、高效、開放的科技創(chuàng)新體系。近年來,該公司還持續(xù)加大科技投入,逐年投入研發(fā)資金,并積極爭取國家各類項(xiàng)目資金支持。同時(shí),遼寧電力全面落實(shí)國家科研領(lǐng)域“放管服”改革關(guān)鍵部署,加強(qiáng)制度建設(shè),研究編制形成了科技成果轉(zhuǎn)化執(zhí)行有關(guān)意見。強(qiáng)化科研基礎(chǔ)能力建設(shè),截至目前,已擁有兩個(gè)國網(wǎng)公司實(shí)驗(yàn)室和1支國網(wǎng)公司科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì),以及1個(gè)省級(jí)智能電網(wǎng)工程技術(shù)研究中心、10支省公司級(jí)科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)、5個(gè)省公司級(jí)實(shí)驗(yàn)室,這些,都為該公司有效提升國家級(jí)科技項(xiàng)目申報(bào)成功率打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


據(jù)了解,2011年以來,遼寧電力3項(xiàng)國家級(jí)項(xiàng)目取得較好成效并先后通過國家科技部驗(yàn)收,目前,在研牽頭國家級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)、參與兩項(xiàng),在研國網(wǎng)公司級(jí)科技項(xiàng)目61項(xiàng),承擔(dān)的國家級(jí)和國網(wǎng)公司級(jí)科技項(xiàng)目數(shù)量均排在全國省級(jí)電網(wǎng)公司前列。而圍繞清潔能源消納技術(shù)方向,先后牽頭承擔(dān)國家級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)、參與1項(xiàng),國網(wǎng)公司級(jí)科技項(xiàng)目12項(xiàng),自有資金投入科技項(xiàng)目多達(dá)14項(xiàng)。


深入開展系列科研攻關(guān)

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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

雖然在清潔能源消納過程中遼寧電力取得多項(xiàng)科技創(chuàng)新突破,但他們并不滿足。除了上述提到的建設(shè)臥牛石全釩液流儲(chǔ)能電站外,2015年,遼寧電力牽頭承擔(dān)國家科技支撐計(jì)劃“高壓電制熱儲(chǔ)熱提升可再生能源消納的關(guān)鍵技術(shù)”課題。于2018年在大連建設(shè)了電壓等級(jí)10千伏,設(shè)備總功率30兆瓦,儲(chǔ)熱容量200兆瓦時(shí)的相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)。僅2018年一季度,這一清潔能源供暖示范工程中8兆瓦電儲(chǔ)熱系統(tǒng)消納的棄風(fēng)電量即達(dá)1134兆瓦時(shí)。據(jù)了解,該示范工程30兆瓦全部投運(yùn)后,每年能夠減少燃煤使用達(dá)到6341噸,經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益巨大。遼寧電力還與相關(guān)單位合作開展了國家能源局火電機(jī)組試點(diǎn)改造項(xiàng)目,在調(diào)兵山煤矸石熱電廠和丹東金山熱電廠建設(shè)了目前世界電壓等級(jí)最高、容量最大、成本最低的固態(tài)儲(chǔ)熱系統(tǒng),容量分別為280兆瓦和260兆瓦,具有年消納4億千瓦時(shí)清潔能源的能力。如今,該項(xiàng)技術(shù)成果已在全國11個(gè)省市得到推廣。


一系列科研攻關(guān)成果在遼寧開花結(jié)果。2017年,國網(wǎng)遼寧電力又一次牽頭承擔(dān)了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“常規(guī)/供熱機(jī)組調(diào)節(jié)能力與電熱綜合協(xié)調(diào)調(diào)度技術(shù)”項(xiàng)目,通過研究火電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行與快速調(diào)峰技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)組在低負(fù)荷下的穩(wěn)定、自動(dòng)運(yùn)行,為可再生能源供應(yīng)更多消納空間。遼寧電力依托國家重大科研項(xiàng)目終于實(shí)現(xiàn)了技術(shù)性突破,他們建成了目前國內(nèi)唯一集風(fēng)、光、水、火、核、生物質(zhì)、電池儲(chǔ)能和儲(chǔ)熱等技術(shù)于一體的源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行省級(jí)電網(wǎng),清潔能源裝機(jī)占比高,電儲(chǔ)熱容量在國內(nèi)最大,同時(shí)形成了覆蓋源—網(wǎng)—荷全領(lǐng)域的全維度多元多能互補(bǔ)消納技術(shù)研發(fā)體系,推動(dòng)了遼寧電網(wǎng)高比例消納清潔能源。據(jù)了解,在近年來風(fēng)電光伏裝機(jī)容量和核電投入容量高速上升的前提下,遼寧電網(wǎng)棄風(fēng)率逐年下降,已由2015年的14.60%下降至2017年的8.12%,2018年上半年更進(jìn)一步下降到1.29%,風(fēng)電利用率提升水平在全國領(lǐng)先。在科技創(chuàng)新之路上,遼寧電力為推動(dòng)建設(shè)國內(nèi)一流能源互聯(lián)網(wǎng)公司,更好地服務(wù)遼寧全面振興供應(yīng)了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

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