王坤,许继集团研发中心新能源研发部副经理,博士,高级工程师。
主要从事新能源并网接入、微电网能量管理及大规模储能智慧调控、新型电力系统源网荷储协同控制等方面技术攻关、产品研制与工程应用,负责主导完成源网荷储协同控制系统、动态稳定控制系列装置、园区综合能源管控系统、综合能源规划设计与仿真分析系统、能源智能控制器、新能源发电功率预测系统等多套产品研制。先后主导/参与承担国网公司科技项目7项,许继集团科技项目5项,主导承担新型电力系统、源网荷储协同、园区多能互补典型科技示范工程多项,发表论文8篇(其中SCI收录4篇),获授权发明专利12项,参与新能源领域IEEE国际标准1项、团体标准1项,申报软件著作权5项,获得许继集团有限公司科技进步奖三等奖2项。
国家“双碳”发展战略的提出,以可再生能源为主体的新型电力系统建设提速,国家政府层面、各大央企与科研院所纷纷开展了新型电力系统的研究工作,国家《“十四五”能源领域科技创新规划》中明确提出在新型电力系统及其支撑技术方面,重点攻关突破具有经济运行与安全稳定自我感知能力的源网荷储多元接入的多级调度协同、广域协调安全稳定控制技术。作为许继集团的一名科研工作者,率先带队投入到新型电力系统源网荷储协同控制专项技术攻关工作之中。
广发英雄帖 组建攻关团队
新型电力系统要干什么,对于传统的技术体系而言,一切都是“新”的,系统的运行特征有什么?需要解决的关键问题有哪些?现有的技术体系与基础理论能否满足要求?核心产品顶层设计如何构建才能满足要求?......一系列的难题蜂拥而至,但是作为科技创新的一线人员,必须迎难而上,在现有的人员结构体系下迅速组建团队,从技术研究、系统装置产品研制,仿真搭建验证等几个方面着手组建团队,确保技术的前瞻性、产品的可靠性、质量的保障性,形成一个“有效闭环”的攻关团队。
攻坚克难 成果初见成效
以可再生能源为主体的新型电力系统,风电、光伏等新能源发电将成为主体电源,新能源发电的随机性、波动性、间歇性以及新能源机组的弱支撑性、低抗扰性对于电力系统频率电压控制、电力电量瞬时平衡、安全稳定控制等方面影响更加显著,亟需从基础理论、关键技术、控制模式上开展高占比/全占比电力电子机组电力电量平衡与安全稳定运行的研究。在技术研究上,从系统模型构建、控制策略研究着手,分析需要解决的关键问题和举措,每天集中头脑风暴、集思广益,快速形成了专项技术解决方案。
图1技术攻关团队头脑风暴集思广益
新型电力系统源网荷储协同控制需要全新的控制理念、控制模式,实现数据采的准、控的住、调的稳,有效协同源-网-荷-储各侧资源可观可测可调可控。在产品设计研发上,把握好产品顶层设计,精准建模,构建多时间尺度控制体系,并将产品功能展示效果用白纸一页一页的勾画清楚,形成百余页的系统功能体系界面设计草绘图。
在仿真研制平台搭建上,从新能源发电机组,变电站设备,负荷,储能等设备级模型构建入手,搭建新型电力系统整体仿真模型,开展技术研究与控制策略验证,保障产品运行可靠性。
经过历时几个月的技术攻关努力,成功签订国内外首个县域电网100%新能源新型电力系统源网荷储协同控制科技示范工程,提供整体技术解决方案,核心技术产品及工程示范应用,签订合同近两千万,带动产业直接获益上亿元。
战疫情、保交付 突破新型电力系统建设首台套应用
2022年3月份,在技术攻关的关键阶段,依然放弃了陪产假,白天保持工作状态,分秒必争,全力推进技术研究与产品开发;晚上去医院陪护,以至于每天做检查都找不到陪护人,经常被医院护士调侃“爸爸去哪儿了...”。
2022年5月份,在产品开发测试的关键阶段,一场突如其来的疫情让许昌进入到了静默状态,所有研发工作全部暂停,但是时间不等人、工程交付不等人,带攻关研发团队驻厂办公,吃、住、研发、测试不离开办公室,为期半个多月的驻厂攻关工作之余的活动竟然是给研发大楼打扫卫生,后面被同事们调侃“你们搞研发的,连保洁工作都给抢走了”。
图2研发攻关团队疫情期间驻场办公
2022年7月,到了产品的工程现场交付调试关键阶段,搭建了全系统仿真测试验证环境,开展产品工程现场控制策略验证与运行参数设计,以保障产品运行的可靠性、稳定性。
最终,按期完成源网荷储协同控制系统、动态稳定控制装置等系列产品的开发与中试、型式测试,确保产品顺利交付;带队深入湖北广水世界首个县域级100%新能源新型电力系统科技示范工程现场,开展历时两月的系统联调测试工作,确保产品高质量首台套应用。为落实国家、国网公司对于新型储能管控要求,与湖南省电力公司组织开展多轮次技术对接与走访交流,承接并建设“国内首个省级储能集控平台”,实现省域内电网侧、电源侧、用户侧多场景储能电站集群式安全管控、设备管理、市场交易与智能运维,为新型电力系统建设提升电网平衡调节及清洁能源消纳做好“压舱石”。
图3 产品研发测试讨论问题解决思路
抓机遇、拓发展 业务支撑创新高
带领团队顺利通过“吉瓦级储能电站能量管理系统”开普检测研究院专项检测,产品指标满足优级运行要求;“区域综合能源管控系统”经国家工信部组织评审编入《国家工业节能技术推荐目录》,产品支撑许继低碳园区综合能源管控系统建设实施,绿色生态乡镇综合能源管控系统支撑江西省电力公司打造美丽乡村建设综合能源典型示范;微电网能量管理系统在雄安淀中翡翠(王家寨)绿色智能微电网示范工程应用。
激动能、重创新 科技研发成效显著
揭榜挂帅中国电气装备首批科技项目《高比例新能源电力系统源网荷储协同控制新一代配调系统关键技术研究及产品开发》。2022年度签订《新能源场站储能配置方法及并网调控关键技术研究与应用》等国网、南网总部科技项目6项,外部科技合同额突破3000万元。
攻技术、强交流 持续提升核心竞争力
牵头搭建新型电力系统源网荷储协同控制仿真试验平台,开展高占比/全占比电力电子机组频率电压快速调节与系统安全稳定运行控制技术攻关,全面提升产品可靠性与核心竞争力。编制新型电力系统源网荷储协同控制、整县分布式光伏群调群控、新能源/储能集控等各类技术解决方案,与国网公司、南网公司、中广核、中能建、特变电工等发电集团以及增量配网企业等单位开展30余次走访交流,直接拉动线索项目5000余万元,打造行业领域“朋友圈”。积极代表中国电气装备在行业领域发声,参编IEEE国际标准、团标,在第三届、第四届、第六届IEEE PES论坛分别就综合能源、新能源、新型电力系统等技术领域研究成果与工程实践作主旨报告。
供稿:市科协学会部