西洋島位于福建省東北部，面積8.2平方千米，距陸地約11千米，是霞浦縣海島鄉(xiāng)鄉(xiāng)政府所在地，常住人口3000余人。全島電網(wǎng)通過一條海纜與陸地電網(wǎng)相連。西洋島附近海域漁船較多，漁船拋錨和拖網(wǎng)作業(yè)容易引發(fā)海纜故障，而搶修海纜耗時(shí)耗力。

“海纜搶修期間，我們會(huì)運(yùn)送柴油發(fā)電機(jī)上島保障民生用電，但發(fā)電機(jī)噪聲很大，影響居民正常生活。"

西洋島上風(fēng)、光資源豐富。2021年11月，國網(wǎng)福建電力在島上安裝了3臺(tái)2000千瓦風(fēng)機(jī)、1000千瓦電化學(xué)儲(chǔ)能裝置和20.74千瓦光伏發(fā)電板。它們組成了福建第1個(gè)具備“零碳"示范運(yùn)行能力的弱聯(lián)型微電網(wǎng)。該項(xiàng)目創(chuàng)新應(yīng)用了新一代電池預(yù)制艙、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能變流器、孤島自平衡控制技術(shù)、風(fēng)荷儲(chǔ)功率協(xié)同優(yōu)化等關(guān)鍵設(shè)備核心技術(shù)，先采用無就地主站的配網(wǎng)微網(wǎng)協(xié)同運(yùn)行控制模式，打造了安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、綠色的微電網(wǎng)運(yùn)行控制案例，降低了全島對(duì)海纜供電的依賴，提升了海島供電可靠性。

“當(dāng)光伏發(fā)電和風(fēng)電足夠島上使用時(shí)，多余的電量會(huì)被送入大電網(wǎng)；當(dāng)電力不足時(shí)，則由大電網(wǎng)供電，雙向調(diào)節(jié)、靈活平衡。"

密集型母線槽發(fā)生接地故障的連續(xù)性

全部連通并多點(diǎn)接地，杜絕人身觸電危險(xiǎn)并且不需設(shè)置網(wǎng)欄簡(jiǎn)化了對(duì)土建的要求；密集型母線槽需要在母排上套熱縮套管在箱體內(nèi)安裝加熱器，大容量發(fā)電機(jī)出口的短路電流很大，給斷路器的制造帶來困難，發(fā)電機(jī)也承受不了出口短路的沖擊。

密集型母線槽因有外殼保護(hù)，可基本消除外界潮氣。灰塵以及外物引起的接地故障，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的連續(xù)性。母線需要分相封閉，也基本杜絕相間短路的發(fā)生。大電流母線使得周圍鋼構(gòu)和鋼筋在電磁感應(yīng)下產(chǎn)生渦流和環(huán)流，當(dāng)發(fā)生短路很大的短路電流流過母線時(shí)，外殼具有屏蔽作用。

密集型母線槽由堅(jiān)固的金屬外殼支撐，可承受大功率沖擊的穩(wěn)定性。由于較大的機(jī)械應(yīng)力，大母線可以垂直放置。密集母線的電流密度大，電流密度平均增加，大大降低了設(shè)備成本。在總線連接和插座處，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，增加了制造難度和生產(chǎn)工藝成本。

密集母線寬厚比大的銅材，感抗小、電壓損耗低，適用于大電流、長距離線路，可提高線路末端電壓等級(jí)。密集母線槽采用寬厚比大的母線，擴(kuò)大了母線的散熱面，通過絕緣材料直接傳遞到外殼。密集型母線槽取代了傳統(tǒng)的電力電纜，可用于電纜的建筑物和車間，密集型母線槽替換電纜是簡(jiǎn)單的功能。

6月22日上午，西洋島海底電纜發(fā)生故障，霞浦縣供電公司隨即派員工前往搶修海纜。福建電力科學(xué)研究院技術(shù)人員在得知故障消息后迅速響應(yīng)，通過遠(yuǎn)程技術(shù)支撐，成功實(shí)現(xiàn)西洋島負(fù)荷黑啟動(dòng)，并通過儲(chǔ)能裝置和風(fēng)電機(jī)組的協(xié)同運(yùn)行，在海纜搶修期間以100%新能源發(fā)電為島上居民提供了連續(xù)電力供應(yīng)。

風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)投運(yùn)后，通常情況下，微電網(wǎng)與大電網(wǎng)互為補(bǔ)充，為島上用電提供雙重保障。但當(dāng)海纜發(fā)生故障時(shí)，微電網(wǎng)會(huì)快速切換到孤網(wǎng)模式，通過儲(chǔ)能裝置帶動(dòng)全島配電變壓器零起升壓，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷黑啟動(dòng)，保障微電網(wǎng)安全運(yùn)行。

福建電科院新能源涉網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)專責(zé)曾志杰介紹：“微電網(wǎng)要成功黑啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定離網(wǎng)長時(shí)間運(yùn)行，需要解決微網(wǎng)暫態(tài)抗沖擊能力提升、穩(wěn)態(tài)電力電量雙平衡等技術(shù)難題。"2022年年初，福建電科院在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了微電網(wǎng)技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，進(jìn)行微電網(wǎng)并網(wǎng)、離網(wǎng)、黑啟動(dòng)、并離網(wǎng)切換等各類運(yùn)行場(chǎng)景的實(shí)時(shí)仿真，開展微電網(wǎng)關(guān)鍵控制策略技術(shù)攻關(guān)與技術(shù)驗(yàn)證。

此外，島上的儲(chǔ)能容量配置相對(duì)較小，難以帶動(dòng)全島的負(fù)荷黑啟動(dòng)，亟須科學(xué)設(shè)計(jì)源荷儲(chǔ)的運(yùn)行模式。經(jīng)過持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)與策略調(diào)整，黑啟動(dòng)運(yùn)行策略得以確定：先啟動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)建立電壓，恢復(fù)島上重要負(fù)荷供電，再恢復(fù)風(fēng)機(jī)、光伏設(shè)備發(fā)電，逐步恢復(fù)全島負(fù)荷。2022年5月，西洋島微電網(wǎng)完成黑啟動(dòng)及孤網(wǎng)100%新能源供電3小時(shí)試運(yùn)行。

“今年，我們將運(yùn)用5G、電力載波通信等技術(shù)對(duì)島上的電力設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)分鐘級(jí)的‘一鍵黑啟動(dòng)’。在海纜發(fā)生故障時(shí)，全島復(fù)電時(shí)間將進(jìn)一步縮短至分鐘級(jí)。"

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