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电力系统规划设计-海岛供电系统  

2016-04-14 10:50:05|  分类: 海水淡化 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 距离陆地近的海岛是通过海底电缆解决供电问题吗?那么相对的,距离陆地远的海岛的供电是自给自足吗?

  基本正确。

  海岛供电主要有两种模式,一个是联网,一个是离网。

  对于中大型群岛而言,由于对电力需求总量和可靠性均有较高的要求,因此往往通过海缆与大陆联网。例如舟山群岛地区的舟山主网通过220kV和110kV海缆与大陆电网相连;嵊泗电网通过±50kV

  直流海缆与上海电网互联,与舟山主网通过110kV海缆互连。

  而对于其他偏远小岛而言,由于最大负荷有限、输送距离较远、岛屿面积狭窄,铺设海缆在技术与经济方面需要付出更大代价,因此更需要围绕可再生能源为核心,开发清洁可靠的海岛电网。

  在联网和离网海岛供电方面,都有一些设计经验,所以,展开的说些。

  首先联网型。

  一般是海底电缆,但有时距离不太远时也需要考虑架空大跨越,需要做技术经济比较。

  举个不怎么典型但我间接参与并熟悉的例子,海南电网与南网联网工程。2009年6月30日投运的海南跨海联网一回500千伏交流工程,是我国第一个超高压、长距离、大容量海底电缆工程。

  两点作用,一是联网工程相当程度上解决了长期困扰海南电网的“大机小网”难题,海南电网“N-1”故障稳态频率波动幅度从±0.5Hz降低到±0.2Hz。二是联网工程释放了海南300MW瓦级机组的发电能力,减少了海南电网对网内发电备用容量的需求,有助于海南水电、风电等清洁能源的充分利用。

  建设费用惊人。联网一期工程设计输电容量为600MW,由于海底电缆采购价的增加,工程总投资大幅增加,由可研阶段批复的约12亿元增加到实际投资约25亿元。

  运行维护困难。海缆故障判别与定位、封堵与打捞、电缆头接续等抢修关键技术被国外几家公司垄断,工程采用的充油式海缆只能由耐克森公司修复,国内尚无具备海缆抢修技术和能力的单位。一旦出现海缆损坏事故,两端的油罐通过海缆中心的油道不断向外冒油,以防止海水渗入导致整根电缆报废,需要尽快找到故障点实施封堵与打捞。

  为什么说不怎么典型,因为联网一期工程投产以来,主要为海南电网提供负荷备用和事故备用,送电量较少,通道利用小时数较低。正常运行时线路按零功率控制,设备常年接近空载运行。

  真正起到供电作用的海岛联网也很多,但一般都需要岛上装设柴油机备用。

  现在的海岛供电,柔性直流示范工程特别多,特别是多端的。它有一些优势,与岛上的新能源互补性强,线路损耗小,换流站占地面积不大,适合无源电网,等等。

  然后离网型。

  两年之前,去过永兴岛,当时有一个解决三沙群岛供电问题的专题。

  兴致勃勃地想着去搞新能源微电网的,风光互补啊,潮汐能啊,波浪能啊,结果一去看,没资源,没地方,没条件,最后硬生生的搞成了配电网400v升压10kV 改造工程,依旧柴油机发电。所以就到部队里调查,一家一户的摸负荷,落实路径和其他实施条件,还要到其他三沙的小岛上。

  当然,现在那边还是搞了些光伏,之前主要是没地方,现在是在屋顶上装了500kW的光伏。

  好吧,上面纯粹是经历分享,最后还是来点技术的内容。

  海岛离网供电的趋势肯定还是以可再生能源为核心的微电网。

  根据海岛电网的技术特征,综合海岛人口、面积以及电网容量,海岛电网的发展有四个阶段:

  作为世界上拥有海岛独立电网最多的国家,日本资源能源厅于2009年启动了岛屿新能源独立电网的实证项目,在鹿儿岛县和冲绳县地区的十个海岛上完成了海岛独立电网示范工程的建设。

  按照这些海岛独立电网规模,可划分小型(数百千瓦)、中型(兆瓦级)与大型海岛电网。

  对于小型独立电网,由于使用的内燃发电机惯性与备用容量均较小,因此限制了可再生能源的接入,对储能设备的特性与容量也有较高要求;而对于中型独立微网,由于一般采用了多台内燃发电机,可借助旋转发电设备自身的惯性吸收部瞬时变动,有利于减少储能设备容量,增强对风电和光电的接纳能力,提高整个海岛电网的经济性;对于大型海岛电网,其主要目标是检验兆瓦级风/光电接入后对原有海岛电网的影响,以及利用多种储能装置抑制光伏发电波动性的可能性。

国内的海岛独立电网,示范工程建设热点区域主要集中在珠海万山群岛与浙江省沿海地区。

  存在的问题,还是微电网的那些问题,比如微网工作模式的无缝切换,可再生能源的随机性,储能的配合协调,恶劣工作环境下的自愈等等。

  一个典型的海岛微网体系结构图。

电力系统规划设计-海岛供电系统 - 节能(电)改变生活 - 节能改变生活-专业节能博客

 

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