2024年12月31日傍晚，在安徽省銅陵市胥壩鄉衣冠村的近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目現場(chǎng)，安徽電力科學(xué)研究院系統及新能源技術(shù)中心的研發(fā)團隊正在調試剛剛并網(wǎng)試運行的光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統。不遠處，兩塊24米長(cháng)的銀色太陽(yáng)能聚光板在夕陽(yáng)映照下仿佛蒙上了一層薄紗。銅陵供電公司胥壩供電所員工穿行其間，檢查導熱油管道設備。
胥壩鄉四面環(huán)江，是長(cháng)江安徽段最大的江心洲，銅陵淡水豚國家級自然保護區就在這里。近年來(lái)，胥壩鄉依托紅色文化和江豚保護文化，立足優(yōu)美的田園風(fēng)光，積極推動(dòng)鄉村農旅融合。旅游經(jīng)濟的發(fā)展，對島上用能提出了更高的要求。
對胥壩鄉來(lái)說(shuō)，大力發(fā)展分布式可再生能源、推動(dòng)綠色電能高效生產(chǎn)和精準分配、建設島嶼型微電網(wǎng)，是實(shí)現綠色發(fā)展的一個(gè)有效路徑。然而島內獨特的地理環(huán)境以及季節性用電所帶來(lái)的負荷波動(dòng)性，導致島內分布式光伏發(fā)電就地消納能力不足。此外，島內居民生產(chǎn)生活靠?jì)蓷l10千伏跨江架空線(xiàn)路供電。這種線(xiàn)路易受臺風(fēng)、暴雨等極端天氣影響，供電保障能力有待進(jìn)一步提升。
為此，2023年3月，安徽電科院聯(lián)合銅陵供電公司組建技術(shù)攻關(guān)團隊，在胥壩鄉開(kāi)展系統調研，詳細分析島上新能源發(fā)電和居民用電的時(shí)空匹配特性。經(jīng)過(guò)幾輪研討，團隊確定了采用分布式光伏發(fā)電與新型儲能協(xié)同供電的技術(shù)路線(xiàn)。隨后，近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目啟動(dòng)。項目集中開(kāi)展高能效分布式壓縮空氣儲能、自適應移動(dòng)發(fā)電機、低壓臺區柔性互聯(lián)、分布式儲能協(xié)同構網(wǎng)控制等關(guān)鍵技術(shù)探索，目標是推動(dòng)島內清潔能源消費占比接近100%。
經(jīng)過(guò)一年多的攻關(guān)，團隊先后攻克了壓縮空氣儲能系統模塊化、小型化集成設計等關(guān)鍵技術(shù)。2024年12月12日，光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統、移動(dòng)式自適應投切并網(wǎng)發(fā)電機等試點(diǎn)項目并網(wǎng)試運行。近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目取得階段性成果。
光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統由太陽(yáng)能集熱、低功耗空氣壓縮、中壓儲氣、超高速透平發(fā)電、高低溫蓄熱系統等子系統組成，采用緊湊化和模塊化設計結構，具有占地面積小、系統能效高、運行噪聲低、系統擴容快等優(yōu)勢。系統在儲能時(shí)，通過(guò)低功耗空氣壓縮機將空氣進(jìn)行壓縮并儲存起來(lái);在需要釋能時(shí)，利用光熱加熱空氣，將儲存的空氣壓力能轉化為電能。這樣既實(shí)現了能量的高效儲存與轉換，又促進(jìn)了可再生能源的高效利用。
“一套百千瓦級的壓縮空氣儲能系統占地面積不到一畝，能更好地適配空間有限的島嶼環(huán)境。”安徽電科院系統及新能源技術(shù)中心副主任丁津津介紹。
節省空間的同時(shí)，光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統的綜合效率也進(jìn)一步提升。該系統應用了“冷-熱-氣-電”多能流靈活優(yōu)化管控方法，極大提升了小型化壓縮空氣儲能系統的綜合運行效率，有效促進(jìn)胥壩島分布式光伏發(fā)電電量就地消納。
另外，配套建設的200千瓦移動(dòng)式遠程投切發(fā)電機可實(shí)時(shí)研判電網(wǎng)故障情況并遠程啟動(dòng)投切，為分布式壓縮空氣儲能系統和區域電力保供提供雙重保險。
“目前，胥壩鄉屋頂光伏發(fā)電規模接近一萬(wàn)千瓦。我們計劃進(jìn)一步提升島內電網(wǎng)的分布式電源接納能力。”銅陵供電公司調控中心主任曾偉華表示。光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統能夠在短時(shí)間內達到額定功率，有效應對電力負荷側和分布式電源側的波動(dòng)，維持島嶼型電力系統穩定運行。此外，島內同步建設的無(wú)人機自適應巡檢機巢和有載調壓變壓器，提升了項目的智能化、自動(dòng)化水平，也為多能互補提供了有力保障。(馬偉 苗靜然 王冠森)
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