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實驗室簡介
國家電網有限公司寒地源網荷儲靈活運行與協調控制實驗室基于東北地區(qū)環(huán)境特點，攻關源網荷儲多層級靈活互濟運行和協調控制技術，助力增強保供電、保供熱、促消納能力。
實驗室成果展示
●牽頭承擔國家重點研發(fā)計劃項目5項、公司科技項目48項
●獲得國家科技進步獎二等獎1項、省部級科技進步獎13項
●獲得國家發(fā)明專利授權82項
●發(fā)表三大檢索論文91篇
●編制國家標準、行業(yè)標準及企業(yè)標準10余項
6月11日，在遼寧大連恒流儲能電站，國家電網有限公司寒地源網荷儲靈活運行與協調控制實驗室技術人員組織開展黑啟動模擬試驗，為后續(xù)正式試驗做準備。
實驗室設立在國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，重點圍繞提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力的電源改造及支撐電網技術、大容量可調節(jié)負荷與電網靈活互動控制技術、多類型新型儲能的分時分層協調控制技術等研究方向開展科技攻關，助力提升東北地區(qū)源網荷儲的協同互濟能力和能源利用效率。
攻關“電-熱”多級協調調控技術
提升電力系統(tǒng)靈活性與整體能效
遼寧地處東北，冬季寒冷，傳統(tǒng)火電機組多為熱電聯產機組。“以熱定電”的電熱耦合模式導致火電機組靈活性不足，存在火電機組出力無法下調、新能源消納難的問題。在實現碳達峰碳中和目標的過程中，東北地區(qū)的火電機組亟須開展靈活性改造，為新能源消納讓出更多的空間。
截至4月末，依托國家重點研發(fā)計劃項目推出的火電機組“鍋爐-汽輪機”靈活性改造與“電-熱”一體化控制技術在華能營口熱電有限責任公司應用滿三年。該公司策劃部節(jié)能專責徐世明說：“電廠應用這項技術后，降低了發(fā)電機組的最小技術出力，實現機組在低額定負荷下的連續(xù)穩(wěn)定運行，獲得了可觀的輔助服務收益?！?
該項目由實驗室前身國網遼寧電力新能源仿真實驗室牽頭，聯合清華大學、華北電力大學、西安熱工院、中國電科院等18家高校、企業(yè)、研究院共同完成，于2022年4月22日通過驗收。
“火電機組改造后靈活性提升，但同時也導致機組調頻能力及綜合能效降低，該項目的目標就是解決這一問題?！边|寧電科院副院長、實驗室主任劉勁松介紹。為協同提升電力系統(tǒng)靈活性與整體能效，實驗室歷時5年，以“電-熱”多級協調調控為主線，構建“網-廠-機-熱”四級協同調度架構，實現單個機組在最低30%額定負荷下精準可控運行；研發(fā)多個機組間的“電-熱”協同優(yōu)化系統(tǒng)，擴展了電廠出力可調整邊界；利用熱慣性將機組調節(jié)能力由固定轉為可變，實時更新調控系統(tǒng)中的機組可出力范圍，進一步提升新能源消納能力。
目前，該項目成果已在遼寧、新疆、甘肅等13個省份應用。攻關團隊依托該項目獲得國家發(fā)明專利授權30項、軟件著作權授權4項，發(fā)表論文42篇，出版專著1部，編制標準2項。2023年，該項目獲得國家電網有限公司科學技術進步獎一等獎。
打造新能源與火力發(fā)電耦合系統(tǒng)
實現多方綜合效益最大化
近年來，新能源裝機容量持續(xù)增長，但火電仍是支撐電力系統(tǒng)靈活性的重要電源。2019年，實驗室牽頭一項國家重點研發(fā)計劃項目，研究高比例新能源與火力發(fā)電的集成耦合機制及協同控制方法，探索促進規(guī)模化新能源與火力發(fā)電協調發(fā)展的途徑。
實驗室打造新能源與火力發(fā)電耦合系統(tǒng)，部署協同控制、聯合優(yōu)化運營平臺，實現耦合系統(tǒng)快速調頻、靈活控制。隨后，該項目依托大連莊河電廠、三峽新能源大連莊河海上風電場、新農光伏電站、永記光伏電站打造耦合系統(tǒng)示范工程，將火電、風電、光伏發(fā)電耦合后統(tǒng)一輸送給電網。耦合系統(tǒng)主站部署在國網遼寧電力調度控制中心，子站部署在相關火電廠、海上風電場和光伏電站，耦合點位于大連500千伏黃海變電站。今年2月4日，示范工程開展聯合調試。項目理論研究成果得到了驗證，耦合系統(tǒng)運行狀況良好。
大連莊河電廠生產技術部副主任高賀說：“火電機組與新能源機組耦合運行給火電企業(yè)帶來了新的效益增長點?！?
“風電與火電聯合送出使風電以更加平穩(wěn)可控的出力參與電力交易，進一步提升了海上風電的利用小時數?！比龒{新能源大連發(fā)電有限公司助理專業(yè)師宋宏亮評價參與示范工程給企業(yè)帶來的好處。
實驗室成員趙清松說：“示范工程驗證了火電與新能源發(fā)電耦合能夠提升電力系統(tǒng)的靈活性和新能源消納水平，實現電網、火電廠、新能源場站綜合效益最大化?！蹦壳?，該項目各項課題研究內容已全部完成，年底進入驗收階段。
探索氫電綜合利用
助力構建新型電力系統(tǒng)
氫能在能源存儲和利用中有巨大的應用潛力，有助于提高電力系統(tǒng)的可靠性、靈活性，助力構建新型電力系統(tǒng)。自2022年以來，實驗室在氫能領域先后牽頭承擔了3項公司科技項目和2項國網遼寧電力科技項目，開展了電氫制充注一體站規(guī)劃設計、規(guī)?；娭茪浼簠f同規(guī)劃設計、電氫可逆轉換等研究。
實驗室成員戈陽陽是公司科技項目“基于電氫可逆轉換的電力應急保供技術研究及示范驗證”的負責人。他介紹，近期實驗室依托氫電綜合利用技術研究平臺，針對電解水制氫裝置開展溫度對效率的影響、電流調節(jié)響應速度、電壓適應性、頻率適應性、孤島運行性能等5項涉網性能測試，探索電解水制氫裝置大規(guī)模應用于電網的可行性。氫電綜合利用技術研究平臺是實驗室為深入探索氫電綜合利用而打造的，具備開展大電網制氫、并網光伏發(fā)電制氫、光伏發(fā)電儲能聯合制氫等試驗的能力。
近年來，實驗室協助遼寧省能源局編制了《遼寧省氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2025年）》；申請氫能領域國家發(fā)明專利授權16項；與中國電科院聯合申報了公司2024年氫能綜合利用領域原創(chuàng)技術策源地，并加入了中國電科院牽頭的電氫耦合技術創(chuàng)新聯合體。
