科创中国

新能源及节能技术

随着国民经济发展，农网用电需求迅猛攀升。在鄂西等局部山区、林区，村落布局分散、末端户数少、远离骨干电网，普遍存在台区供电半径大、线路长、电网带载能力差等问题，导致农村用户出现偶发低电压情况。传统的并联无功补偿、调压器调压等低电压治理措施应用成效有限，农网改造高昂的投资成本给电网建设带来沉重负担。自2020年6月起，国网湖北电科院项目团队在省内随州、恩施等偏远农网开展广泛现场调研，对其网架结构、用电特性、低电压成因等进行全面、深入分析，攻关储能、四象限变流控制、电网运行状态感知等核心技术，历时18个月，成功研发微储能型末端电网低电压治理装置，有效解决了偏远农网末端的间歇性低电压问题。目前，该项目已完成省内恩施、黄冈等8市127台次90个台区的低电压治理工作，为各地打赢春节、迎峰度夏/度冬保电攻坚战提供了有力支撑，治理效果得到了用户及供电公司一致好评，应用成效获新华网、中国电力报、国家电网报等主流媒体报道，并获首届能源行业重要型高价值专利（技术）成果。本项目直接经济收益累计357万，至少为实施单位节省开支4500万元。预计五年内装置在全国的应用数量可达7500台，缓解农网改造投资瓶颈数十亿

亮点一：研发了以微储能与四象限交直流变流控制技术为核心的功率综合补偿策略。在因系统负荷加重而导致末端产生低电压时，可自动补偿输送有功及无功功率，提升末端电压，降低系统负载，进而整体提升系统电压水平，大大提高农村电网的供电效率和电能质量，有效解决了弱联电网现存的痛点问题。 亮点二：开发了基于XGB算法的末端电压中长时预测算法。根据农网负荷随季节、温度、节假日等因素变化而导致的负载变化特性，自动根据电压预测算法调整装置补充功率的控制定值，提高了装置支撑效果和适应能力。 亮点三：开发了状态远程监测、OTA在线升级等技术，可高效实现远程设备调试、状态监测、程序升级、保护预警、远程定位等一系列功能，实现了装置的智能运维。 亮点四：开发了安全保障技术。装置内置扁平式全氟己酮消防模块，出现火情时可第一时间精准高效灭火，确保储能装置运行安全。同时，直流线缆采用专用大电流防反插自闭锁接头，有效保障直流传输安全。 亮点五：拓宽了新能源消纳场景。本装置在应对台区末端低电压问题的同时，还可针对近年来因光伏接入导致农网末端间歇性高电压问题进行综合治理，有效助力农村新能源消纳。

本项目发明团队来自国家电网湖北省电力有限公司电力科学研究院能源互联网技术中心，共有研发人员9名，其中博士4人、硕士5人，教授级高工1人，高级工程师4人。团队长期开展储能、新能源、电网控制运行等技术研究及电力工程调试工作，支撑世界首个县域级100%新能源供电新型电力系统示范工程、我国首台出口海外的百万机组调试、国内首个规模化构网型电化学储能电站示范工程等多项国内外重大任务，具备扎实的科研攻关和工程能力。 近五年来，发明团队累计发表高水平论文87篇、受理授权发明专利56项、主持创制标准16项；研发了以“微储能型末端电网低电压治理装置”、“充电站光储充放集成装置”及“构网型储能移动式并网检测平台”等为代表的一系列科技转化成果，累计成果转化合同近亿元；先后获得中国机械工业协会科技进步特等奖、中国教育部科技进步一等奖、国网科技进步一等奖等8项省部级成果，以及“全国工人先锋号”、“国家电网公司工人先锋号”等荣誉称号。