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揭秘新能源与储能运行控制国家重点实验室

导读: 新能源与储能运行控制实验室建于2006年,2015年9月成为国家重点实验室。目前,包含张北试验基地、电池储能技术实验室等试验研究基础。实验室主要围绕新能源这种波动性电源现在和未来能发多少电,新能源发电单元如何能够稳定地并网发电,以及新能源发出的绿色清洁电如何能最大限度得到利用等方面开展技术攻关。

  用得上

  风电不会因为风吹草动

  就跑掉

  对于果农来说,果树上的果实长得不结实,刮阵小风就掉落一地,可谓损失惨重。新能源并网亦是如此,2008年以来因为风电机组性能问题,导致电网发生微小扰动就导致风电机组脱网,对电网造成巨大冲击。

  自2006年我国《可再生能源法》正式实施以来,我国新能源发展迅猛,已成为全球风电、光伏规模最大的国家,但由于风能、太阳能资源的波动性和间歇性等多种因素,新能源安全稳定运行和有效消纳问题非常突出,表现之一是新能源大规模脱网事故频发。为破解这一难题,实验室开展风电试验技术研究,加快风电试验试验基地建设,建成了世界上规模最大的兆瓦级风光储联合试验与实证研究基地——张北试验基地。这里同时具备电能质量、功率控制、低电压穿越、电网适应性、防孤岛等全部风电机组整机并网性能试验研发条件。也就是说,风电机组整机的全部性能试验在张北试验基地一个地方就可以全部完成。

  试验基地拥有30台测试机位,风电机组制造商可借用基地的试验机位,在试验内模拟各种电网的运行工况。实验室技术人员帮助机组制造商共同分析机组脱网事故发生的原因,解析数据异常点,和机组制造商共同研讨提出改进机组的运行控制策略,经过上百次改进然后试验的反复过程,帮助风电机组制造企业不断改进设计,最终帮助风电机组通过并网性能试验。

  目前,实验室已为国内所有量产50台以上的150余个型号的风电机组提供了技术研发与试验研究服务。先后完成了全国20个省(区)、7个千万千瓦级风电基地的风电接纳能力分析,开展了300余个风电场、光伏电站的接入系统专题研究,为100余个风电场、光伏电站提供了并网性能与安全改造试验服务,大规模风电脱网事故从2011年的8起(5447台次),到目前基本消除,有效地遏制了大规模风电脱网事故发生,保障了新能源电站和电网的安全稳定运行。

  2014年9月,实验室风电试验检测获得国际风电测试组织(MESNET)资质,成为除欧美国家外唯一成员单位,标志着风电试验检测能力全面达到国际领先水平。

  不浪费

  富余绿电存储到电池中

  除了通过电网输送让新能源发电得到直接利用外,将电能存储起来,实现富余电能存储到电池中,需要时再释放出来,也是实验室需要攻克的一大难题。

  如果说飘忽不定的风和瞬息万变的光是难以驾驭的野马,储能就好比一个能够让他们驯服的马圈,能够让经过储能平抑后的新能源温顺地汇入电网的能量洪流之中。实验室以电池为主要研究对象,建立了针对电池内部特性和外部特性测试与分析的两个实验区,由内而外地深入认识电池的本质,进而指导电池改进。

  说起电池的研究,还真有点像人的体检,研究人员通过测试电池外在的电压、电流、温度等,就像测试人在体检中需要测量体温、血压。外部体检是为了掌握电池外在表观特性,随后再利用各种X射线光谱、各类能谱、色谱等对电池进行内部分析,有时还需要通过解剖电池测量元素的方法来掌握电池内部的真实情况。最终目的是了解电池的性能特点,找到它适合的应用场合和使用方式,并根据新能源储存的实际需要对电池性能进行不断改进。与此同时,研究人员也可以从各类检测技术中发现更先进、更无损化的电池体检方法,通过发掘各种新型的电池测试手段,促进储能电池的技术提升。未来,这些技术还可以应用在电网无损化、智能化和在线巡检中。

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