2月7日,江蘇多地出現(xiàn)大到暴雪,對(duì)新能源發(fā)電產(chǎn)生較大影響。國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力調(diào)度控制中心根據(jù)該公司自主研發(fā)的新能源發(fā)電數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)中往年同時(shí)期、同等氣候條件下新能源出力情況,預(yù)測(cè)近期風(fēng)電、太陽能發(fā)電出力,進(jìn)行科學(xué)調(diào)度,保證最大程度消納新能源。
截至2021年年底,江蘇新能源發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)4150.3萬千瓦,全年累計(jì)消納新能源發(fā)電611億千瓦時(shí),裝機(jī)規(guī)模、消納水平均居全國(guó)前列。國(guó)網(wǎng)江蘇電力依托所屬科研生產(chǎn)單位——江蘇方天電力技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱方天公司),在軟件系統(tǒng)開發(fā)、硬件裝備研發(fā)等方面創(chuàng)新攻關(guān),助力新能源機(jī)組安全運(yùn)行和新能源高效利用。
新設(shè)備助風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行
1月23日8時(shí)50分,江蘇風(fēng)電出力再創(chuàng)歷史新高,達(dá)1892.2萬千瓦,占同時(shí)刻全省用電負(fù)荷的24.3%、發(fā)電出力的28.2%。
近年來,江蘇風(fēng)電出力占比持續(xù)提升,風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。風(fēng)電機(jī)組中有一個(gè)關(guān)鍵部件——螺栓,承擔(dān)著將塔筒、葉片、機(jī)艙等部件連接為整體的功能,在一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組中有700~1000根。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中,螺栓受到機(jī)組振動(dòng)、沖擊、扭轉(zhuǎn)等作用,極易松動(dòng)、變形甚至斷裂,直接影響整臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行。
開展在役風(fēng)電機(jī)組螺栓檢測(cè)有助于解決這一問題。然而,傳統(tǒng)螺栓檢測(cè)采用脈沖反射A型超聲技術(shù),需要將螺栓整體拆卸后實(shí)施。因拆卸在運(yùn)風(fēng)電機(jī)組葉片等部件不方便,螺栓檢測(cè)往往不夠及時(shí),檢測(cè)結(jié)果也不直觀,缺陷判定易受主觀影響。
為了解決這個(gè)問題,2021年6月起,方天公司結(jié)合多年來服務(wù)電廠、電網(wǎng)企業(yè)開展金屬技術(shù)監(jiān)督工作的經(jīng)驗(yàn),將輸變電工程金屬檢測(cè)中常用的B超技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電螺栓檢測(cè),研發(fā)了螺栓相控陣檢測(cè)儀和螺栓專用檢測(cè)頭。
2021年9月27日,螺栓相控陣檢測(cè)儀和螺栓專用檢測(cè)頭在鹽城濱海風(fēng)電場(chǎng)投入使用。檢測(cè)人員將涂了耦合劑的專用探頭放置在螺栓頂部后,在儀器屏幕上就看到了掃描圖像,缺陷位置、尺寸一目了然,實(shí)現(xiàn)了在役風(fēng)機(jī)螺栓不拆卸檢測(cè)。應(yīng)用新的檢測(cè)設(shè)備后,單根螺栓檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)由原來A型超聲所需的3到5分鐘縮短到3到5秒。
“今后,我們計(jì)劃在海上風(fēng)電、綜合能源試點(diǎn)站建設(shè)等領(lǐng)域持續(xù)推廣這項(xiàng)技術(shù)?!狈教旃緳z測(cè)實(shí)驗(yàn)中心副主任馬君鵬說。
創(chuàng)新調(diào)試手段服務(wù)海上風(fēng)電并網(wǎng)
近年來,江蘇海上風(fēng)電發(fā)展迅速,截至2021年年底,接入江蘇電網(wǎng)的海上風(fēng)電集群規(guī)模超過1000萬千瓦。作為江蘇省內(nèi)海上風(fēng)電調(diào)試的主力軍,方天公司全年承擔(dān)了13個(gè)海上風(fēng)電技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目,項(xiàng)目總?cè)萘空冀K省全年新建海上風(fēng)電裝機(jī)容量的84%。
2021年下半年,三峽—中廣核如東±400千伏柔性直流海上風(fēng)電示范工程并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)即將到來。如果能在海陸通道建設(shè)時(shí)同步開展并網(wǎng)調(diào)試,將極大縮短項(xiàng)目并網(wǎng)周期。
“傳統(tǒng)海上風(fēng)電的并網(wǎng)調(diào)試是接入電網(wǎng)獲得啟動(dòng)電源。但是,柔直工程采用直流輸送方式,電網(wǎng)的交流電不能直接成為調(diào)試啟動(dòng)電源?!睜款^負(fù)責(zé)此次調(diào)試工作的方天公司電氣技術(shù)中心主任袁超介紹。
為了解決這個(gè)問題,技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出了兩種方案,一是在岸上安裝大容量直流電源,二是由機(jī)組在海上自啟動(dòng)開展調(diào)試。第一種方案由于投資、技術(shù)等原因不具備可行性。第二種方案在業(yè)界處于空白,但也成了當(dāng)時(shí)的唯一方案。
技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出了一種基于“黑啟動(dòng)”試驗(yàn)的海上風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)試技術(shù)。“現(xiàn)場(chǎng)情況與我們2017年在鹽城陸上風(fēng)電場(chǎng)開展的風(fēng)電‘黑啟動(dòng)’試驗(yàn)很相似,相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)是可以在海上風(fēng)電調(diào)試中再次實(shí)踐的。”袁超說。
海上風(fēng)電“黑啟動(dòng)”更加復(fù)雜。作業(yè)條件惡劣、沒有穩(wěn)定平臺(tái)、風(fēng)機(jī)單機(jī)容量大、海纜充電電容大等都對(duì)“黑啟動(dòng)”提出了更高要求。技術(shù)團(tuán)隊(duì)突破常規(guī),在海上搭建了由柴油發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、可變負(fù)載裝置、直流海纜等組成的微系統(tǒng),并通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整保持電壓、功率穩(wěn)定,帶動(dòng)風(fēng)機(jī)從負(fù)荷變?yōu)殡娫?,?shí)現(xiàn)海上風(fēng)機(jī)群自供電,將以往的調(diào)試啟動(dòng)“電從網(wǎng)上來”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半姀暮I蟻怼?,將?xiàng)目并網(wǎng)周期縮短了半年。
開發(fā)數(shù)據(jù)平臺(tái)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)新能源出力
除了在基建調(diào)試、在運(yùn)檢測(cè)等環(huán)節(jié)創(chuàng)新攻關(guān)外,更好地監(jiān)測(cè)新能源發(fā)電情況,實(shí)現(xiàn)出力精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、新能源精益化管理也是國(guó)網(wǎng)江蘇電力促進(jìn)新能源消納的重要舉措。
2016年年底,國(guó)網(wǎng)江蘇電力委托方天公司研發(fā)新能源發(fā)電數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)平臺(tái)。平臺(tái)于2018年5月正式投運(yùn),可實(shí)現(xiàn)全省新能源發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障告警、功率預(yù)測(cè)、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)等功能,近年來在新能源出力預(yù)測(cè)、發(fā)電管理等工作中發(fā)揮了作用。
與火電等傳統(tǒng)電源相比,新能源發(fā)電受氣候等外部因素影響較大。隨著新能源裝機(jī)容量、發(fā)電出力占比的不斷提高,電網(wǎng)調(diào)度對(duì)新能源出力預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的要求也越來越高。2021年,為進(jìn)一步提高平臺(tái)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)了相似日智能選擇功能。該功能利用人工智能技術(shù),通過灰色關(guān)聯(lián)度、歐幾里得距離等指標(biāo)挖掘近5年來的風(fēng)電、光伏發(fā)電運(yùn)行規(guī)律,綜合氣象及各類型發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性,智能選取未來出力相似日,為新能源出力預(yù)測(cè)提供重要參考。
2021年12月16~17日,江蘇受強(qiáng)冷空氣影響,局部地區(qū)平均風(fēng)速超過10米/秒,全省風(fēng)電最大出力達(dá)到1497.2萬千瓦。在寒潮來臨前,國(guó)網(wǎng)江蘇電力調(diào)控中心結(jié)合相似日智能選擇功能,對(duì)新能源出力進(jìn)行了精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、科學(xué)調(diào)度,預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度達(dá)到94.6%,實(shí)現(xiàn)了寒潮期間新能源發(fā)電全消納。
“我們又進(jìn)一步拓展接入了低壓分布式光伏運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電全口徑覆蓋,1分鐘采集1次新能源場(chǎng)站數(shù)據(jù),確保全省新能源場(chǎng)站運(yùn)行狀態(tài)全監(jiān)視、全預(yù)測(cè)。”系統(tǒng)開發(fā)負(fù)責(zé)人祝永晉介紹。
截至2021年年底,江蘇新能源發(fā)電數(shù)據(jù)中心已接入統(tǒng)調(diào)風(fēng)電場(chǎng)155座、統(tǒng)調(diào)光伏電站39座、非統(tǒng)調(diào)光伏電站1250座、低壓分布式光伏17萬余戶,總接入新能源裝機(jī)容量達(dá)4000余萬千瓦。
評(píng)論