近日，中船科技旗下中船風(fēng)電“風(fēng)光氫儲(chǔ)”試驗(yàn)場(chǎng)取得重大突破，場(chǎng)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(shù)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(zhǎng)點(diǎn)。
聯(lián)合攻關(guān)，關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破
中船風(fēng)電“風(fēng)光氫儲(chǔ)”試驗(yàn)場(chǎng)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(shí)長(zhǎng)超過(guò)3200小時(shí)、年太陽(yáng)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(dú)厚的自然條件。
早在兩年前，中船風(fēng)電就聚焦源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化與多能互補(bǔ)領(lǐng)域持續(xù)開(kāi)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(xiàng)《風(fēng)儲(chǔ)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(xiàng)目，為風(fēng)光氫儲(chǔ)100%可再生能源穩(wěn)定控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著可再生能源并網(wǎng)消納問(wèn)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(duì)提出了構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲(chǔ)氫”一體化微電網(wǎng)示范體系的設(shè)想，并利用試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化落地實(shí)踐，依托中國(guó)船舶718所、中國(guó)船舶712所、風(fēng)帆儲(chǔ)能等中國(guó)船舶在氫能、儲(chǔ)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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等外部?jī)?yōu)勢(shì)資源，在當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門(mén)的大力支持下，以企校地三方聯(lián)合方式共同開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及示范驗(yàn)證。
試驗(yàn)場(chǎng)自2023年8月啟動(dòng)建設(shè)以來(lái)，僅用了短短幾個(gè)月的時(shí)間，便實(shí)現(xiàn)了離網(wǎng)制氫的成功運(yùn)行，并對(duì)多工況條件下系統(tǒng)波動(dòng)性進(jìn)行了嚴(yán)格測(cè)試，驗(yàn)證了系統(tǒng)在高效率、寬功率運(yùn)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(guó)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(shì)下，多時(shí)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(chǔ)能儲(chǔ)存時(shí)間短，難以應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間尺度下新能源出力與負(fù)荷需求的不平衡問(wèn)題。而氫儲(chǔ)能作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的重要方式，將成為未來(lái)新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。
試驗(yàn)場(chǎng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持問(wèn)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(yùn)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(chǔ)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(kāi)發(fā)的風(fēng)光氫儲(chǔ)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)對(duì)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)氫”多能系統(tǒng)進(jìn)行多尺度協(xié)調(diào)控制，真正意義上實(shí)現(xiàn)了100%可再生能源供電，有效彌補(bǔ)了電化學(xué)儲(chǔ)能在儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)方面的局限性，實(shí)現(xiàn)了全天候、無(wú)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(shí)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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已全面打通風(fēng)光氫儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)，突破了多能互補(bǔ)系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化、動(dòng)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(duì)可再生能源固有的波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)峰、消納及運(yùn)行穩(wěn)定性帶來(lái)的一系列挑戰(zhàn)提供了科學(xué)路徑。這一創(chuàng)新實(shí)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(shí)問(wèn)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(kāi)辟了廣闊前景。
下一步，中船風(fēng)電將繼續(xù)深耕新型儲(chǔ)能前沿領(lǐng)域，以自有清潔能源項(xiàng)目為載體，深入推進(jìn)敦煌試驗(yàn)場(chǎng)技術(shù)成果在大規(guī)模風(fēng)電制氫項(xiàng)目中的實(shí)踐運(yùn)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(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。
