近日，中船科技旗下中船風(fēng)電“風(fēng)光氫儲”試驗場取得重大突破，場內(nèi)可再生能源發(fā)電、離網(wǎng)制氫及氫能消納三大核心技術(shù)環(huán)節(jié)全面貫通，燃料電池系統(tǒng)成功發(fā)電，為可再生能源與氫能深度耦合的技術(shù)孵化樹立了新標(biāo)桿，培育了新能源產(chǎn)業(yè)向前沿領(lǐng)域邁進(jìn)的新增長點。
聯(lián)合攻關(guān)，關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)重大突破
中船風(fēng)電“風(fēng)光氫儲”試驗場坐落于甘肅敦煌北戈壁灘，這里年均風(fēng)速近7米/秒、年日照時長超過3200小時、年太陽輻射總量高達(dá)6882.57兆焦耳/平方米，在新能源科技研發(fā)與示范上擁有得天獨厚的自然條件。
早在兩年前，中船風(fēng)電就聚焦源網(wǎng)荷儲一體化與多能互補(bǔ)領(lǐng)域持續(xù)開展科技創(chuàng)新攻關(guān)，先后完成了中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項《風(fēng)儲一體化控制關(guān)鍵技術(shù)研究及示范應(yīng)用》等重大科技項目，為風(fēng)光氫儲100%可再生能源穩(wěn)定控制和經(jīng)濟(jì)運行技術(shù)研究打下了堅實基礎(chǔ)。隨著可再生能源并網(wǎng)消納問題集中凸顯和清潔能源制氫技術(shù)的不斷發(fā)展，中船風(fēng)電科研團(tuán)隊提出了構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲氫”一體化微電網(wǎng)示范體系的設(shè)想，并利用試驗場進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化落地實踐，依托中國船舶718所、中國船舶712所、風(fēng)帆儲能等中國船舶在氫能、儲能領(lǐng)域深厚的產(chǎn)業(yè)積淀，集聚清華大學(xué)、電磁能技術(shù)全國重點實驗室等外部優(yōu)勢資源，在當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門的大力支持下，以企校地三方聯(lián)合方式共同開展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及示范驗證。
試驗場自2023年8月啟動建設(shè)以來，僅用了短短幾個月的時間，便實現(xiàn)了離網(wǎng)制氫的成功運行，并對多工況條件下系統(tǒng)波動性進(jìn)行了嚴(yán)格測試，驗證了系統(tǒng)在高效率、寬功率運行及快速負(fù)荷響應(yīng)等方面的卓越性能，整體指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。
領(lǐng)跑行業(yè)，100%可再生能源供電
當(dāng)前，在高比例新能源接入成為新型電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢下，多時間尺度的電力供需矛盾正日益凸顯。以鋰電池為代表的電化學(xué)儲能儲存時間短，難以應(yīng)對長時間尺度下新能源出力與負(fù)荷需求的不平衡問題。而氫儲能作為長時儲能的重要方式，將成為未來新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。
試驗場項目團(tuán)隊始終堅持問題導(dǎo)向，直面高比例新能源系統(tǒng)電力電量平衡和安全穩(wěn)定運行等核心難題，創(chuàng)新采用交直流混合微電網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)和鋰電-燃電混合儲能模式，以電解制氫技術(shù)靈活調(diào)節(jié)能源供需，將氫燃料電池和鋰電池共同作為調(diào)峰載體和后備電源，搭載中船風(fēng)電自主開發(fā)的風(fēng)光氫儲微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)對“源網(wǎng)荷儲氫”多能系統(tǒng)進(jìn)行多尺度協(xié)調(diào)控制，真正意義上實現(xiàn)了100%可再生能源供電，有效彌補(bǔ)了電化學(xué)儲能在儲能時長方面的局限性，實現(xiàn)了全天候、無間斷、100%清潔能源離網(wǎng)供電，將該領(lǐng)域技術(shù)探索推向了新高度。
賦能實踐，引領(lǐng)清潔能源高質(zhì)量發(fā)展
隨著氫燃料電池成功發(fā)電，標(biāo)志著中船風(fēng)電為主導(dǎo)的項目團(tuán)隊已全面打通風(fēng)光氫儲微電網(wǎng)系統(tǒng)，突破了多能互補(bǔ)系統(tǒng)容量優(yōu)化、動態(tài)響應(yīng)機(jī)制及智能調(diào)度控制等核心關(guān)鍵技術(shù)，為有效應(yīng)對可再生能源固有的波動性對電力系統(tǒng)調(diào)峰、消納及運行穩(wěn)定性帶來的一系列挑戰(zhàn)提供了科學(xué)路徑。這一創(chuàng)新實踐，將有力解決孤島、邊疆等偏遠(yuǎn)地區(qū)電網(wǎng)線路接入難和清潔能源電力消納難等現(xiàn)實問題，也為可再生能源耦合氫能技術(shù)的多元化、智能化應(yīng)用開辟了廣闊前景。
下一步，中船風(fēng)電將繼續(xù)深耕新型儲能前沿領(lǐng)域，以自有清潔能源項目為載體，深入推進(jìn)敦煌試驗場技術(shù)成果在大規(guī)模風(fēng)電制氫項目中的實踐運用，為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、有效推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。
