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山東省煙臺(tái)市長(zhǎng)島縣的砣磯島上，居民屋頂被一塊塊光伏板覆蓋，正在源源不斷地提供著清潔的電能。日前，居住在島上的居民深有感觸地說，“自從2015年建成微電網(wǎng)，2020年建成微電網(wǎng)群，我們就結(jié)束了完全靠外部供電的時(shí)代，再?zèng)]經(jīng)歷過停電的痛苦了。”

2015年7月，山東煙臺(tái)長(zhǎng)島“分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制”工程正式竣工投運(yùn)。這是繼南方浙江舟山以外全國(guó)第二個(gè)島嶼微電網(wǎng)工程，被授予“國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程”稱號(hào)。2020年6月，山東長(zhǎng)島智能微電網(wǎng)群示范工程完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及組網(wǎng)試運(yùn)行。該工程是國(guó)內(nèi)首個(gè)基于柔性直流互聯(lián)的微電網(wǎng)群示范工程，全面提升海島配電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力、可再生能源消納能力和可靠供電水平。作為這兩項(xiàng)工程的技術(shù)總負(fù)責(zé)國(guó)網(wǎng)山東電科院，為之傾心奮斗了8年之久。

“該工程我們是為百姓造福而創(chuàng)新，通過這個(gè)項(xiàng)目，百姓可以享受到由新能源轉(zhuǎn)變而來的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、綠色的電能，告別完全依靠外部供電的歷史，逐步實(shí)現(xiàn)低碳排放、甚至零排放。”國(guó)網(wǎng)山東電科院首席專家孫樹敏深有感觸地說，“我們深知并堅(jiān)信，要想不愧于‘示范引領(lǐng)’的稱號(hào)，只有不斷進(jìn)步，走在行業(yè)前列。”

為解決海島用電難題 勇挑重?fù)?dān)奮戰(zhàn)三年

微電網(wǎng)，這還是一個(gè)比較新的技術(shù)名詞，很多人不太明白何為微電網(wǎng)。國(guó)網(wǎng)山東電科院配電中心黨支部書記程艷介紹說：“隨著新能源快速發(fā)展，微電網(wǎng)技術(shù)不斷成熟，逐漸成為促進(jìn)可再生能源就地消納的有效手段。微電網(wǎng)是一個(gè)包括能量管理控制、分布式電源、用戶負(fù)荷、儲(chǔ)能設(shè)備的配電網(wǎng)絡(luò)，它可與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可脫離大電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行。分布式清潔能源通過微電網(wǎng)能充分有效地發(fā)揮可再生能源的潛力，并確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。”

長(zhǎng)島作為山東省唯一的海島縣，由32座島嶼組成，地理位置特殊，加快長(zhǎng)島電網(wǎng)建設(shè)，對(duì)服務(wù)國(guó)際休閑度假島建設(shè)和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。根據(jù)規(guī)劃，長(zhǎng)島電網(wǎng)將劃分成4個(gè)微電網(wǎng)，分別是南北長(zhǎng)山微電網(wǎng)，大、小黑山廟島微電網(wǎng)，大竹山微電網(wǎng)以及北部五島微電網(wǎng)。先實(shí)施的是北五島微電網(wǎng)中的砣磯島微電網(wǎng)。由于海島特殊的地質(zhì)情況和電網(wǎng)建設(shè)難度，砣磯電網(wǎng)較為薄弱，主要存在鏈?zhǔn)诫娋W(wǎng)單回路供電可靠性不高、海底電纜成為海島“生命線”且搶修困難、風(fēng)電控制能力不足等諸多缺陷。“35千伏砣磯站承擔(dān)著砣磯鎮(zhèn)及其北部大欽、小欽、南隍、北隍五個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供電任務(wù)，砣磯電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行對(duì)于北方五島的持續(xù)可靠供電具有重要的意義。”在孫樹敏的辦公室有一張長(zhǎng)島地圖，他指著地圖上的大小島嶼介紹說，“在砣磯島建設(shè)微電網(wǎng)項(xiàng)目最適合了。該工程投運(yùn)后，極大增強(qiáng)了海島電網(wǎng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，有效解決了海島地區(qū)用電難的問題，同時(shí)為海島新能源提供了堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)送出通道。”

2012年11月，國(guó)網(wǎng)山東省電力公司牽頭承擔(dān)的“分布式發(fā)電及微電網(wǎng)接入控制示范工程”交由國(guó)網(wǎng)山東電科院分布式發(fā)電及微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)技術(shù)研究與技術(shù)支撐，主要包括工程初設(shè)、土建施工、設(shè)備調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等多項(xiàng)工作。經(jīng)過3年艱苦卓絕的奮斗，2015年該工程投運(yùn)，造福了當(dāng)?shù)匕傩铡?br />
長(zhǎng)島人民深知微電網(wǎng)將給他們的生活帶來質(zhì)的飛躍，他們對(duì)建設(shè)者們都非常熱情，團(tuán)隊(duì)成員王玥嬌回憶起當(dāng)初的建設(shè)經(jīng)歷時(shí)說道：“島上村民看到我們上島，都會(huì)熱情招呼我們說，‘微電網(wǎng)’來了。”那一年，長(zhǎng)島微電網(wǎng)還經(jīng)受住了兩次孤網(wǎng)運(yùn)行的嚴(yán)峻考驗(yàn)，分別為4月的電網(wǎng)計(jì)劃?rùn)z修，孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24個(gè)小時(shí)；8月的電網(wǎng)突發(fā)故障，孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)5個(gè)小時(shí)。長(zhǎng)島漁民心有余悸地說：“幸虧咱有微電網(wǎng)，要不然停電了，損失嚴(yán)重，我們可就慘了，想想都后怕。”

為鞏固五島電力鏈條 攻堅(jiān)克難鏖戰(zhàn)五年

2015年，備受關(guān)注的長(zhǎng)島微電網(wǎng)一期工程投產(chǎn)運(yùn)行。“該工程顯著提高了海島區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性，同時(shí)增強(qiáng)了海島電網(wǎng)對(duì)豐富風(fēng)、光等可再生資源的消納能力。”該院首席專家孫樹敏說，“這僅僅是一個(gè)開始，2016年我們又繼續(xù)建設(shè)長(zhǎng)島微電網(wǎng)二期工程——山東長(zhǎng)島智能微電網(wǎng)群示范工程。讓北方五島的電力鏈條堅(jiān)不可摧，在技術(shù)上做深做透。”

山東長(zhǎng)島智能微電網(wǎng)群示范工程建設(shè)地點(diǎn)位于煙臺(tái)市蓬萊區(qū)砣磯島、大欽島等北方五島，工程包括砣磯島子微網(wǎng)系統(tǒng)，大欽島子微網(wǎng)系統(tǒng)、用戶側(cè)子微網(wǎng)系統(tǒng)、柔性直流配電系統(tǒng)以及微電網(wǎng)群能量管理系統(tǒng)。該工程通過微電網(wǎng)群能量管理系統(tǒng)協(xié)同控制光伏、儲(chǔ)能、柴油發(fā)電機(jī)等各類型分布式電源，并首次利用±10千伏/3兆伏安柔性直流配電系統(tǒng)進(jìn)行多個(gè)海島子微網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)同、柔性互聯(lián)，全面提升了各海島子微網(wǎng)之間的功率友好交互支撐能力，最終實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)群系統(tǒng)多模態(tài)、多工況穩(wěn)定運(yùn)行，提升海島電網(wǎng)的供電可靠性和可再生能源消納能力，為未來可再生能源滲透率配電網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行提供典型示范。

山東長(zhǎng)島智能微電網(wǎng)群示范工程于2019年上半年開工建設(shè)，在國(guó)網(wǎng)山東省電力公司統(tǒng)一部署和領(lǐng)導(dǎo)下，各參建單位全力協(xié)助，克服偏遠(yuǎn)海島給工程建設(shè)的人力、物力調(diào)配所帶來的一系列困難，于2019年底順利完成了土建施工、單體設(shè)備安裝并組網(wǎng)成功。2020年5月順利完成單體調(diào)試；6月完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及組網(wǎng)試運(yùn)行。該院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)基于長(zhǎng)島微電網(wǎng)一期工程的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，最大限度降低了調(diào)試過程對(duì)海島正常供電的影響，精心制定工程調(diào)試計(jì)劃與實(shí)施方案，逐一評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，做到風(fēng)險(xiǎn)全面可控、再控，并通過柔直單端雙極對(duì)拖以及單端就地組網(wǎng)對(duì)拖等方式確保柔直雙極雙端對(duì)拖調(diào)試的成功率。

系統(tǒng)聯(lián)調(diào)期間，正值35千伏砣磯站開展進(jìn)線消缺。試運(yùn)行的智能微電網(wǎng)群依靠獨(dú)立的供電能力，保障了海島居民在砣磯站檢修期間的持續(xù)供電，改變了以往變電站檢修期間全島停電的局面，檢驗(yàn)了微電網(wǎng)技術(shù)的實(shí)用化水平。“系統(tǒng)聯(lián)調(diào)過程是一個(gè)日夜奮戰(zhàn)的日子，我們與長(zhǎng)島公司緊密配合，以‘零點(diǎn)工程’的方式完成了復(fù)雜的系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了調(diào)試過程對(duì)用戶供電的‘零擾動(dòng)’。真的非常艱難，但是卻感覺成就滿滿。”回想起那段日夜奮戰(zhàn)的日子，團(tuán)隊(duì)成員于芃依然熱血澎湃。“工程圓滿試運(yùn)行，標(biāo)志著長(zhǎng)島智能微電網(wǎng)群互聯(lián)工程實(shí)現(xiàn)了海島微電網(wǎng)群系統(tǒng)的并網(wǎng)、孤網(wǎng)多模態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行與平滑切換，通過多類型分布式電源及柔性直流配電系統(tǒng)的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)了海島微電網(wǎng)群交直流多模式，多工況的持續(xù)可靠供電，全面保障了分布式電源廣泛接入后區(qū)域配電網(wǎng)的可靠、清潔供電水平及整體可調(diào)控能力。”團(tuán)隊(duì)成員邢家維介紹說。

為提升清潔供電水平 精益求精永無止境

下一步，國(guó)網(wǎng)山東電力將繼續(xù)推進(jìn)該工程在海島電網(wǎng)可靠供電與清潔能源消納等方面發(fā)揮功效。全面推廣分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，提升電網(wǎng)的清潔、可靠、高效供電能力，全面踐行“不停電就是最好服務(wù)”的承諾。

“立足實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)成果落地，建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程，始終是我們不變的追求和宗旨。”該院首席專家孫樹敏說，“我們堅(jiān)信科研之路無止境，在分布式發(fā)電及微電網(wǎng)研究方面我們將永攀高峰，用強(qiáng)勁的技術(shù)支撐更多的亮點(diǎn)工程。”

杰出的人才，組成優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)；光輝的足跡，飽含累累的碩果。2014年，分布式電源和微電網(wǎng)逐漸被業(yè)內(nèi)關(guān)注，該院分布式發(fā)電及微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生。該實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過多年的攻堅(jiān)克難，潛心鉆研，形成了以國(guó)網(wǎng)首席專家孫樹敏為學(xué)術(shù)帶頭人的科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

該院團(tuán)隊(duì)始終在攀登微電網(wǎng)技術(shù)的“珠峰”，致力于技術(shù)的引領(lǐng)示范。下一步，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃聚焦極高滲透率分布式光伏消納及運(yùn)行控制技術(shù)，攻關(guān)千萬千瓦級(jí)分布式光伏廣域協(xié)同調(diào)控技術(shù)，同時(shí)推進(jìn)微電網(wǎng)群國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，提升公司在廣域分布式發(fā)電協(xié)同互聯(lián)開發(fā)領(lǐng)域的國(guó)際影響力。

為了一個(gè)方案，日夜兼程是常態(tài)；為了一項(xiàng)技術(shù)，廢寢忘食是常事；為了一個(gè)成果，奉獻(xiàn)假日是常例。國(guó)網(wǎng)山東電科院有著這樣一群科研人員，他們擁有一雙隱形的翅膀，他們帶著夢(mèng)想起航，對(duì)風(fēng)浪無所畏懼，只為到達(dá)成功的彼岸。他們敢為人先，成就了今天，暢想著未來。

原標(biāo)題：國(guó)網(wǎng)山東電科院微電網(wǎng)群柔性互聯(lián)運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)側(cè)記