光熱耦合新型儲能：支撐島嶼型微電網(wǎng)建設

　　2024年12月31日傍晚，在安徽省銅陵市胥壩鄉(xiāng)衣冠村的近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目現(xiàn)場，安徽電力科學研究院系統(tǒng)及新能源技術中心的研發(fā)團隊正在調(diào)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(tǒng)。不遠處，兩塊24米長的銀色太陽能聚光板在夕陽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(xiāng)四面環(huán)江，是長江安徽段最大的江心洲，銅陵淡水豚國家級自然保護區(qū)就在這里。近年來，胥壩鄉(xiāng)依托紅色文化和江豚保護文化，立足優(yōu)美的田園風光，積極推動鄉(xiāng)村農(nóng)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(xiāng)來說，大力發(fā)展分布式可再生能源、推動綠色電能高效生產(chǎn)和精準分配、建設島嶼型微電網(wǎng)，是實現(xiàn)綠色發(fā)展的一個有效路徑。然而島內(nèi)獨特的地理環(huán)境以及季節(jié)性用電所帶來的負荷波動性，導致島內(nèi)分布式光伏發(fā)電就地消納能力不足。此外，島內(nèi)居民生產(chǎn)生活靠兩條10千伏跨江架空線路供電。這種線路易受臺風、暴雨等極端天氣影響，供電保障能力有待進一步提升。

　　為此，2023年3月，安徽電科院聯(lián)合銅陵供電公司組建技術攻關團隊，在胥壩鄉(xiāng)開展系統(tǒng)調(diào)研，詳細分析島上新能源發(fā)電和居民用電的時空匹配特性。經(jīng)過幾輪研討，團隊確定了采用分布式光伏發(fā)電與新型儲能協(xié)同供電的技術路線。隨后，近零碳島嶼型微電網(wǎng)示范項目啟動。項目集中開展高能效分布式壓縮空氣儲能、自適應移動發(fā)電機、低壓臺區(qū)柔性互聯(lián)、分布式儲能協(xié)同構(gòu)網(wǎng)控制等關鍵技術探索，目標是推動島內(nèi)清潔能源消費占比接近100%。

　　經(jīng)過一年多的攻關，團隊先后攻克了壓縮空氣儲能系統(tǒng)模塊化、小型化集成設計等關鍵技術。2024年12月12日，光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)、移動式自適應投切并網(wǎng)發(fā)電機等試點項目并網(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(tǒng)由太陽能集熱、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(tǒng)等子系統(tǒng)組成，采用緊湊化和模塊化設計結(jié)構(gòu)，具有占地面積小、系統(tǒng)能效高、運行噪聲低、系統(tǒng)擴容快等優(yōu)勢。系統(tǒng)在儲能時，通過低功耗空氣壓縮機將空氣進行壓縮并儲存起來;在需要釋能時，利用光熱加熱空氣，將儲存的空氣壓力能轉(zhuǎn)化為電能。這樣既實現(xiàn)了能量的高效儲存與轉(zhuǎn)換，又促進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(tǒng)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(tǒng)及新能源技術中心副主任丁津津介紹。

　　節(jié)省空間的同時，光熱耦合分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)的綜合效率也進一步提升。該系統(tǒng)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(tǒng)的綜合運行效率，有效促進胥壩島分布式光伏發(fā)電電量就地消納。

　　另外，配套建設的200千瓦移動式遠程投切發(fā)電機可實時研判電網(wǎng)故障情況并遠程啟動投切，為分布式壓縮空氣儲能系統(tǒng)和區(qū)域電力保供提供雙重保險。

　　“目前，胥壩鄉(xiāng)屋頂光伏發(fā)電規(guī)模接近一萬千瓦。我們計劃進一步提升島內(nèi)電網(wǎng)的分布式電源接納能力。”銅陵供電公司調(diào)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(tǒng)能夠在短時間內(nèi)達到額定功率，有效應對電力負荷側(cè)和分布式電源側(cè)的波動，維持島嶼型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。此外，島內(nèi)同步建設的無人機自適應巡檢機巢和有載調(diào)壓變壓器，提升了項目的智能化、自動化水平，也為多能互補提供了有力保障。(馬偉 苗靜然 王冠森)