今年的政府工作報告提出，“積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和”“加快建設‘沙戈荒’新能源基地，發(fā)展海上風電，統(tǒng)籌就地消納和外送通道建設”。國家電網(wǎng)有限公司認真貫徹落實全國兩會精神，以科技創(chuàng)新為驅動，加強新能源消納利用與電網(wǎng)穩(wěn)定控制等關鍵技術攻關，支撐新能源大規(guī)模高比例并網(wǎng)、高水平消納，推動能源清潔低碳轉型，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。

國家級海上風電研究與試驗檢測基地傳動鏈平臺。

　　閩在海之中，海為閩人田。福建省擁有13.6萬平方千米海域、3752千米陸地海岸線、125個海灣和2200多個海島，海洋資源開發(fā)優(yōu)勢明顯。向海圖強，加快科技創(chuàng)新成為福建更好利用海洋資源、激活海洋經(jīng)濟的強勁引擎。

　　3月21日，在福清市江陰產(chǎn)業(yè)園的我國首個國家級海上風電研究與試驗檢測基地建設現(xiàn)場，國網(wǎng)福建省電力有限公司員工正在葉片試驗車間開展靜載筏板基礎混凝土澆筑，靜載、動載試驗臺鋼筋綁扎，葉片試驗車間維護結構安裝等作業(yè)。

　　海上風電試驗基地包括傳動鏈平臺、葉片試驗平臺和海上試驗風場，其中傳動鏈平臺已于2024年12月26日建成投運。

　　海上風電試驗基地是國家“十四五”規(guī)劃的重大項目，建成后可開展目前世界最大容量風電機組和最長尺寸風機葉片的檢測試驗，以及大容量海上風機裝備實證研究、網(wǎng)源友好型風電并網(wǎng)技術研究等多領域國際前沿技術研究。

福建平潭大練海上風電場

　　近年來，福建海上風力發(fā)電實現(xiàn)躍升式發(fā)展。截至2024年年底，福建海上風電裝機容量已達381.8萬千瓦，占總裝機容量的4.25%，風電利用小時數(shù)已連續(xù)12年位居全國第一。預計到“十四五”末，福建海上風電裝機容量將超過400萬千瓦。

　　海上風電接入電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴大，發(fā)電側的間歇性和波動性等特性明顯，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和供需平衡帶來挑戰(zhàn)。如何減輕大規(guī)模高比例風電接入對電網(wǎng)的沖擊，幫助海上風電與電網(wǎng)友好“牽手”，前置試驗檢測環(huán)節(jié)是關鍵一招。

　　如果把試驗檢測比作風機的“高考”，試驗基地就是“考場”。只有過關的風機才能應用于工程實踐中?！敖ㄔO海上風電試驗基地，就是要規(guī)范開展并網(wǎng)前各項試驗檢測，提升風電機組性能質量和并網(wǎng)友好水平，為大規(guī)模風電接入情況下的電網(wǎng)安全可靠運行提供保障?！眹W(wǎng)福建電力科技部副主任王慶華說。

福建電科院電網(wǎng)中心員工開展海上風電建模測試。

　　要為體型龐大、動輒重幾百噸的風電機組做試驗檢測并不輕松?！斑@是一個‘看天吃飯’的過程，需要把風機運到海上去測試，且測試工況受海風等客觀因素影響明顯。我國海上風電逐漸走向深遠海，讓海上測試難上加難?！备＝娏茖W研究院海上風電專班成員林亞濤介紹，海上風電試驗基地建成后，風機的試驗檢測不再囿于場地，技術人員可以把原先在海上的測試搬到廠房里，真實可控地模擬各種天氣的工況。

　　國網(wǎng)福建電力聚焦海上風電行業(yè)發(fā)展需求，加快深遠海風電開發(fā)利用等核心技術攻關。組建海上風電科研攻關團隊，成立國家風電技術與檢測研究福建分中心，推動建設福建省海上風電前沿技術工程研究中心，與北京科技大學聯(lián)合建設國家材料腐蝕與防護科學數(shù)據(jù)中心海上風電分中心……一系列科技創(chuàng)新攻關舉措，為海上風電大規(guī)模開發(fā)提供了可靠技術支撐。

　　想要科學駕馭海上風電資源，既要大規(guī)模開發(fā)，更要高水平消納。作為保障海上風電消納的有效手段，儲能被稱為風電的“黃金搭檔”，可以彌補風電間歇性供電的短板，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

　　2024年11月13日，福建寧德漁洋里儲能電站二期工程建成投運，并完成主要涉網(wǎng)試驗。電站內，594個大小不一的電池柜分區(qū)域整齊排列。

福建寧德漁洋里儲能電站

　　以往，儲能系統(tǒng)普遍采用低壓集中式架構技術路線，由大量電池單體通過串聯(lián)、并聯(lián)結合的方式，輸出直流電壓，隨后經(jīng)過功率逆變器轉換成交流電，再借助工頻變壓器完成升壓后接入電網(wǎng)。這種方案不僅系統(tǒng)復雜程度高、增加能量損失，且存在并聯(lián)環(huán)流等風險。

　　為了突破這些限制，福建電科院儲能攻關團隊與寧德時代新能源科技股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)了高壓直流直掛儲能技術，省去變壓器，僅通過模塊級聯(lián)便可提升儲能系統(tǒng)電壓，直接“掛網(wǎng)”運行，實現(xiàn)百毫秒內響應電力系統(tǒng)調節(jié)需求，緩解新能源電源并網(wǎng)帶來的功率隨機波動、間歇沖擊等問題。

　　“擺脫變壓器的限制后，儲能電站的能量轉換效率可從85%提升至90%以上，電能利用率更高?！睂幍聲r代儲能技術研發(fā)中心主任余東旭介紹。而且，這項工程采用閥廳布置，與低壓儲能的集裝箱布置方式相比，占地面積可減少70%以上。

國網(wǎng)福建電科院技術人員巡檢漁洋里儲能電站電網(wǎng)適應性測試現(xiàn)場。

　　福建省島嶼眾多，島上風、光資源豐富，如何最大程度利用好海島資源，開展新型電力系統(tǒng)建設實踐？國網(wǎng)福建電力積極布局風電、儲能等在海島的應用場景。如今，這些場景已在西洋島落地實踐。

　　從霞浦縣下滸碼頭出發(fā)，船行50分鐘就能到達西洋島。從西洋島上的山頂放眼望去，能看到島上3臺巨大的白色風機。

　　西洋島常住人口超過3000人，全島僅通過一條海纜與陸地電網(wǎng)相連。2021年，國網(wǎng)福建電力為島上安裝了3臺2000千瓦風機、1000千瓦/2000千瓦時電化學儲能裝置和20.74千瓦光伏設備。它們組成了福建首個具備“零碳”示范運行能力的海島微電網(wǎng)。

　　微電網(wǎng)投運后，通常情況下，與大電網(wǎng)互為補充，為島上用電提供雙重保障。但一旦連接大電網(wǎng)的海纜發(fā)生故障，微電網(wǎng)如何平穩(wěn)切換、獨立安全運行？

位于西洋島上的微電網(wǎng)風機。

　　西洋島上的儲能容量配置相對小，難以實施黑啟動來帶動整個島的負荷，必須科學設計源荷儲的運行模式。經(jīng)過持續(xù)的技術攻關與策略調整，黑啟動運行策略得以確定：先啟動儲能系統(tǒng)建立電壓，恢復島上重要負荷供電，再恢復風機、光伏設備發(fā)電，逐步恢復全島負荷。2022年5月，西洋島微電網(wǎng)完成黑啟動及孤網(wǎng)100%新能源電源供電3小時試運行。

　　2024年5月，國網(wǎng)福建電力運用5G、電力載波通信等技術對島上的電力設備實施自動化升級。如果海纜發(fā)生故障，全島復電時間將進一步縮短至分鐘級。

　　在海島供電服務站監(jiān)控室，島上風機、光伏設備、儲能的運行情況一覽無余。“西洋島微電網(wǎng)為眾多離岸的海島供電提供了樣本。”霞浦縣供電公司發(fā)展部副主任楊靈翔說，眼下的工作重點是試點新型儲能裝置和波浪能發(fā)電裝置在西洋島上的應用，掌握微電網(wǎng)各種運行模式的切換方式，進一步提高西洋島的供電可靠性。

　　從“靠海吃?！钡健跋蚝ｑS風”，在福建，更多新型電力系統(tǒng)創(chuàng)新場景正在涌現(xiàn)，更多的技術創(chuàng)新成果將“乘風破浪”。