《海流能发电与海岛新能源供电关键技术研究》
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中图分类: | TM619 |
完成/联系人 | 韦巍1 |
来源省份: | 浙江 |
完成单位: | 浙江大学1 浙江浙大网新集团有限公司 湖南大学 中国科学院电工研究所 浙江浙大网新机电工程有限公司 浙江省海洋开发研究院 |
科研日期: | 2018 |
研究行业: | 电力生产 |
研究主题: | 新能源供电,发电机组,能源利用, |
入选计划: | 863计划 |
联系电话: | 下载查看 |
联系地址: | 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号 |
传媒
世界各国面临能源与环境危机,中国的形势尤其严重。能源的低碳转型是中国能源供给可持续发展的重要途径。中国海洋能源,特别是舟山地区海洋能源尤其丰富,率先开展海岛多种能源互补发电技术的研究对于新能源开发与应用具有示范效应。研究成果可以推广到分布式电网、微电网等新能源电网的应用中去,全面提升中国可再生能源发电和用电的技术水平,提供中国能源生产、能源供给、能源消费和能源体制等改革的技术支撑。
基于海岛新能源的巨大潜力和可推广性、可复制性,“十二五”国家863计划设立了“海流能发电与海岛新能源供电关键技术”(2011AA050200)项目,旨在以海岛多种可再生能源发电为对象,以攻克大容量海流能列阵并网技术、电储能调峰调蓄控制技术、以及海岛混合电源多模式电网运行控制等关键技术为核心,自主研制开发总装机容量为3.5兆瓦,集海流能、风能、光伏能、储能等海岛新能源的混合供电系统,缩小在海岛能源利用领域与发达国家差距,形成了具有完全自主知识产权的海岛新能源混合发电技术体系。
经过近5年的持续研究,在浙江舟山摘箬山岛完成了风光流混合供电集成控制系统示范工程的建设,供电系统总装机容量3.5兆瓦,其中两台850千瓦的风机、320千瓦的光伏阵列、设计功率150千瓦的海流能机组、150千瓦柴油发电机、两个500千瓦的锂离子电池、200千瓦(10s)的超级电容。达到了海岛新能源示范电站的目标。
取得如下主要技术指标成果:
①开展了大长径半直驱结构、液压变桨压差防渗主轴组合密封等技术的海流能机组研发,完成了容量等级分别为25/35千瓦、30/40千瓦、60/75千瓦、120/150千瓦的4套海流能发电机组,建成了海流能发电装备试验平台与测试系统,其中60/75千瓦机组长期运行已达到2年;②开展海岛电网混合储能调峰调蓄技术研究,研制了锂电池和超级电容混合的储能协同控制装置,调峰调蓄输出功率大时到1.2兆瓦,满足并网/孤网无缝切换控制的要求;③研制开发了海岛新能源发电监控系统,建立了基于IEC相关标准的新能源电站双编码体系框架;④提出了海岛新能源互补发电集成控制新方法,建成了3.5兆瓦集海流能、风能、太阳能等多种可再生能源互补发电的稳定运行系统,实现了海岛新能源微电网多模式运行无缝切换控制。
对推动行业科技进步的作用:
为可再生能源的理想消纳提供了良好的解决方案,采用的微电网联络线定功率控制模式可以实现微电网与发电厂的等效调度方式控制,结合风光预测技术,可以大大提高间歇式能源的可控性。形成应用于海岛新能源多模式供电的风电机组的灵活可调完整方案,可进一步推动海岛资源的综合开发利用,可以广泛应用于偏远海岛和解决海岛无电人口的用电问题。具有很大的推广价值。项目提出的是被动孤网的无缝切换技术,在大功率缺口的条件下,一旦外网故障,微电网能够尽快切断并迅速调节各电源的出力实现微电网孤网的稳定控制,保证微电网的高质量供电。
控制和通讯系统采用了很多领先的技术,包括中央控制系统与风机的综合协调控制技术、微电网多模式运行的自适应协调控制技术、前馈与反馈相结合的控制技术、微电网被动孤网的无缝切换技术、被动孤网识别技术、主从控制器结构,实现含风光流储微电网的多模式稳定运行、多模式无缝切换,并且具有优异的动态和稳态性能。
成果既可以用于新能源发电集中区的可调度控制方式运行,也可以推广到边缘地区、海岛等独立或弱并网地区使用。
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