【天津电气科学研究院有限公司】2024“源网荷储”大工业微网系统解决方案助力构建新型电力系统报告_27页_8mb

“源网荷储”大工业微网系统解决方案总结

核心内容

“源网荷储”大工业微网系统解决方案旨在构建新型电力系统，满足工业园区在高比例新能源接入情况下的安全、稳定与经济运行需求。该方案特别针对大工业孤岛电网，通过技术创新与系统优化，提升新能源接入能力、系统稳定性及供电可靠性，助力实现“碳达峰”与“碳中和”目标。

主要观点

• 新能源成为主力：以风电和光伏为主的新能源发电在未来30年将成为全球能源增长的主力，其装机容量持续攀升。
• 孤岛电网挑战突出：大工业孤岛电网面临负荷类型复杂、机组调节能力弱、电压支撑不足、转动惯量下降、电力电量平衡难度大等问题。
• 传统调控体系不适应：常规电网调控体系无法满足高比例新能源接入后的快速协调控制需求，需构建新的调控架构。
• 构网型储能是关键：构网型储能系统能够提供惯量支撑、振荡阻尼、短路电流贡献等关键功能，是实现100%新能源并网的核心装备。
• 多层级控制架构：采用调度控制层、快速协调控制层和就地控制层的分层分布式架构，实现多时间尺度的资源响应与协同控制。
• 多专业联合应用：该系统融合电网规划设计、可靠性保障、运维诊断、负荷平衡、电能质量治理等多专业能力，形成完整的解决方案体系。

关键信息

技术背景

• 孤岛电网运行问题：负荷类型多样、机组调节能力差、电网电压等级复杂、电力系统安全稳定裕度低。
• 新能源接入挑战：新能源出力间歇性、波动性，导致系统稳定性下降，需协调电源、储能与负荷共同参与调节控制。
• 构网型储能系统特征：
  • 可作为受控电压源，具备频率和电压调节能力；
  • 内置功率同步控制，可提供灵活惯量和阻尼；
  • 支持离网与并网运行，实现无缝切换；
  • 提升电能质量，治理谐波、不平衡等问题；
  • 适用于弱电网、孤岛电网、微电网等场景。

解决方案

• 五道防线原则：在传统三道防线基础上，增加快速协调控制与动态监测，构建适用于孤岛电网的五道防线体系。
• 机网协调控制架构：
  • 调度控制层：负责稳态协调优化，集成调度与稳控系统；
  • 快速协调控制层：实现快速频率与电压调节，支持系统稳定；
  • 就地控制层：由风光储荷各场站执行终端组成，实现本地响应。
• 产品体系：
  • 电网规划设计咨询：为孤岛电网提供系统设计支持；
  • 电网可靠性解决方案：提升系统运行安全与稳定性；
  • 电网运维诊断：实现智能化运维与故障快速响应；
  • 负荷平衡系统：优化负荷分配，实现经济运行；
  • 自动发电控制（AGC）与自动电压控制（AVC）：提升系统调节能力；
  • 动态监测与稳定控制：实现系统运行状态实时监控与控制；
  • 构网型储能系统：提供惯量支撑、短路电流贡献、频率电压调节等功能；
  • 谐波治理系统：提升电能质量，降低谐波干扰。

应用场景

• 风光火储独立供电系统：结合光伏、风电、火电与储能，构建稳定独立供电系统。
• 高比例新能源孤岛电网：适应新能源占比高的电网运行需求，实现灵活协调控制。
• 全新能源电网：实现100%新能源并网，依赖构网型储能系统维持电网稳定。

工程项目实例

• 内蒙古棋盘井项目：69MW光伏 + 300MW风电 + 火电3090MW，构建离网型区域电网，支撑硅铁、电石等工业负荷。
• 青山钢铁印尼园区项目：孤岛电网总装机67000MW，配备构网型储能系统，实现全球最大规模的新能源孤网供电。
• 西藏日喀则扎布耶盐湖提锂项目：35MW光伏 + 40MW光热 + 20MW/40MWh储能 + 4*2000kW柴发，构建高海拔新能源孤网供电系统。
• 吴忠市同盛化工项目：75MW+80MW火电 + 电石负荷，实现短期孤网运行与并网切换。

适用行业

• 石油化工：如炼油、化工生产等高负荷、高稳定需求行业；
• 钢材冶金：如钢铁冶炼、轧钢等大工业负荷；
• 电解铝：如铝冶炼、电石生产等高电能质量要求行业；
• 舰艇船舶、水泥建材：适用于高可靠性与独立供电需求的工业场景。

总结

“源网荷储”大工业微网系统解决方案通过构建五道防线、分层控制架构与构网型储能系统，有效应对新能源高占比带来的电网稳定性、供电可靠性及经济运行挑战。该方案适用于多种大工业场景，助力“一带一路”工业建设与我国新型电力系统发展。