8月13日，山東萊蕪供電公司萊蕪供電中心雪野供電所所長李豐錢和同事一起到濟南市萊蕪區(qū)雪野鎮(zhèn)王老村例行巡檢“海綿臺區(qū)”，解決村民遇到的用電問題。
今年年初，萊蕪供電公司在王老村建成智慧用電“海綿臺區(qū)”，同時建成了居民級源網荷儲一體化系統(tǒng)，通過源源互補、源荷互動等形式，實現該村能源消費的電氣化、低碳化。
“海綿臺區(qū)”是國網山東省電力公司在國家電網有限公司提出建設低壓能源互聯(lián)網精品臺區(qū)的基礎上，增加了柔性直流互聯(lián)技術應用，使并入臺區(qū)的分布式光伏電站運行情況可知可控，光伏發(fā)電量可吸可放。
王老村是濟南市首個智慧用電“海綿臺區(qū)”示范村，應用了“全態(tài)感知、智慧物聯(lián)”技術，創(chuàng)新配備了小型電池存儲柜，可實現分布式光伏發(fā)電、公共供電網絡、家庭用電負荷和電池存儲柜之間能源的智能化流動和配置。
多能協(xié)同，臺區(qū)管理精益化
今年“五一”期間，王老村很熱鬧，30多家民宿爆滿。
“假期我們全家老少全上陣還是忙不過來。”好再萊客棧老板賈增娥說，節(jié)日期間，她家游客多得住不下，就“分流”到村里其他民宿。
“生意忙時，我們還得請鄉(xiāng)親搭把手，每人每天給120元的工錢。”民宿老板張維來說，經營特色民宿，一年收入超過3萬元，不出村也能賺錢。
王老村依托國家4A級房干旅游度假區(qū)和國家級森林公園華山林場發(fā)展特色旅游產業(yè)。3月份，萊蕪供電公司根據王老村村委會在南臺區(qū)建民俗商業(yè)街、北臺區(qū)建民宿區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，結合舊村搬遷建設高檔民宿別墅區(qū)的用能需求，為該村量身定制了“一個核心、四級拓撲”的“海綿臺區(qū)”架構。
“海綿臺區(qū)”以能源控制器為核心。與以往的集中器相比，能源控制器不僅可以監(jiān)測設備運行狀態(tài)、采集傳輸計量裝置數據，還能控制和調控臺區(qū)內分布式光伏、智能有序充電樁等多種設備，并就地分析用能信息，從而實現多能協(xié)同優(yōu)化配置。
萊蕪供電公司將整個臺區(qū)分為配變層、分支層、表箱層和用戶側四級拓撲，并在四級拓撲中分別安裝環(huán)境感知裝置、分支監(jiān)測終端、智能量測開關和物聯(lián)網表等設備。借助這些設備的感知功能和能源控制器邊緣計算、高速電力載波通信技術，“海綿臺區(qū)”實現了拓撲識別更精確、停電上報更精準、線損計算更精益、智能感知更精細。
柔性互聯(lián)，臺區(qū)供能彈性化
“光伏板就是老百姓的屋頂‘銀行’?，F在村里家家戶戶都實現了電氣化，住上了小樓房，城里人來了都羨慕得不得了。”王老村黨支部書記張建華說。
王老村南臺區(qū)主要為民俗商業(yè)街供電，單日最大用電負荷在380千瓦左右，而且負荷高峰時段集中在白天。而村北臺區(qū)以民宿為主，每家都安裝了太陽能發(fā)電設備，總裝機容量約350千瓦。但由北臺區(qū)供電的客戶白天用電不多，負荷主要集中在晚上。
如果白天將北臺區(qū)的光伏發(fā)電量轉移至南臺區(qū)消納、存儲，夜間由南臺區(qū)向北臺區(qū)供電，這樣的方式不僅能提高供電臺區(qū)配電設備的利用率，還能緩解受電臺區(qū)變壓器的壓力，提高清潔能源消納能力。
萊蕪供電公司綜合對比了王老村南北兩個臺區(qū)的配變增容改造方案、柔性直流互聯(lián)方案和交流互聯(lián)方案，最終決定采用柔性直流互聯(lián)方案。
根據柔性直流互聯(lián)方案，萊蕪供電公司在王老村建設一套柔性直流互聯(lián)遠程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)共有兩個換流閥，通過750伏直流電纜連接，具有90千瓦功率的轉移能力。用電信息采集系統(tǒng)監(jiān)測并分析兩個臺區(qū)用電負荷情況，并通過能源控制器下發(fā)調度指令，遠程控制兩個換流閥，從而實現臺區(qū)間能源轉移、功率互濟。柔性直流互聯(lián)方案比配變增容改造方案節(jié)省投資6萬多元。
可知可控，配網運行智能化
目前，萊蕪供電公司共有分布式光伏發(fā)電客戶4881戶，并網總容量15萬千瓦。這些分布式光伏設備接入臺區(qū)后，給配網安全運行、電力市場秩序和供電服務保障都帶來很大壓力。
如何更好地解決分布式光伏接入后造成的臺區(qū)電壓質量波動、光伏富余發(fā)電量反送等問題？萊蕪供電公司以王老村“海綿臺區(qū)”建設為試點，研發(fā)“電力市場能源互聯(lián)網智慧平臺”，采用“能源控制器+新型智能電能表+多功能斷路器”的技術方案，應用新型智能開關和智能電能表，實現發(fā)電數據分鐘級采集，并網點斷路器狀態(tài)實時上傳及本地、遠程自動停送電，對低壓光伏電源可觀、可測、可控。由此，低壓臺區(qū)實現了可視化、數字化管控，臺區(qū)電壓質量合格率保持100%，臺區(qū)拓撲識別和停電上報準確率100%。
“萊蕪供電公司針對負載不均衡、光伏占比大的臺區(qū)，創(chuàng)新引用柔性直流互聯(lián)技術，實現相鄰區(qū)臺區(qū)功率互濟和能源互補，降低配網改造投資。王老村‘海綿臺區(qū)’容量彈性提高了23.5%。”萊蕪供電公司營銷部主任朱叢民說。
截至8月13日，萊蕪供電公司已在199個低壓臺區(qū)安裝了能源控制器，計劃年內完成812個光伏臺區(qū)的可知、可控改造工作。該公司還將挖掘臺區(qū)內分布式光伏電源、充電樁、退運電池儲能項目等可調、可控資源，打造光儲充放協(xié)同控制、源網荷儲自平衡等項目，實現臺區(qū)內清潔能源百分百就地消納。
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