“那里除了漫漫黃沙，還能有什么?”
“這你就孤陋寡聞了吧!在那里，我們可以賞鳥玩沙、聽(tīng)海觀潮，還能潛水看珊瑚，與海豚共遨游……”
“聽(tīng)你這么說(shuō)，我真有一些心動(dòng)。那就來(lái)一場(chǎng)說(shuō)走就走的旅行吧!”
各位游客先別急，其實(shí)在紅海新城，除了能夠欣賞旖旎的自然風(fēng)光，體驗(yàn)獨(dú)特的阿拉伯風(fēng)俗文化以外，這座100%依靠清潔能源供電的“明日之城”的綠色可持續(xù)發(fā)展之路，也是一道不容錯(cuò)過(guò)的別樣風(fēng)景。
尤其值得稱道的是，紅海新城這一全球首個(gè)GW級(jí)100%清潔能源供電的獨(dú)立微網(wǎng)項(xiàng)目，凝聚著中國(guó)人的智慧，其400MW光伏和1.3GWh微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，全部采用了華為智能光儲(chǔ)解決方案。從0到1，在完全不依靠現(xiàn)有電網(wǎng)的情況下，華為在沙漠里打造了一張新能源電網(wǎng)。這一前無(wú)古人的發(fā)-儲(chǔ)-用電新模式，為探索碳中和城市的建設(shè)，以及構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，提供了最佳的示范和參考。
下面，就請(qǐng)跟隨我的筆觸，到“綠色”紅海神游一番吧。
從零建設(shè)全球最大光儲(chǔ)微網(wǎng)電站，確實(shí)沒(méi)想到
經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重依賴石油產(chǎn)業(yè)的沙特，為了實(shí)現(xiàn)國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)多元化，于2016年公布了“2030愿景”，并承諾到2030年實(shí)現(xiàn)50%的可再生能源發(fā)電，以及到2060年實(shí)現(xiàn)凈零排放。紅海新城于2019年開(kāi)始動(dòng)工建設(shè)，可以說(shuō)從規(guī)劃建設(shè)之初，其目標(biāo)就是打造一座綠色之城、碳中和之城和可持續(xù)發(fā)展之城。
但是，讓一座覆蓋了22個(gè)島嶼與6個(gè)內(nèi)陸地點(diǎn)，全部建成后將擁有50家酒店和1000多處住宅物業(yè)，預(yù)計(jì)每年接待游客總?cè)舜纬^(guò)百萬(wàn)的城市，實(shí)現(xiàn)碳中和又談何容易?從能源供給的角度說(shuō)，如果采用傳統(tǒng)的發(fā)-儲(chǔ)-用電模式，那么實(shí)現(xiàn)碳中和無(wú)異于天方夜譚。
只能另辟蹊徑!華為數(shù)字能源提出從零開(kāi)始，在沙漠中應(yīng)用“微網(wǎng)模式”，建設(shè)一個(gè)完整的電網(wǎng)。此想法剛一提出，即便是一些業(yè)內(nèi)人士也稱之為異想天開(kāi)。因?yàn)閲?guó)際上沒(méi)有先例，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)鍵技術(shù)等尚屬空白，而且需要應(yīng)用多項(xiàng)跨領(lǐng)域的技術(shù)。怎么辦?華為數(shù)字能源集結(jié)了領(lǐng)域內(nèi)最強(qiáng)的專家，成立了二三百人的專家團(tuán)隊(duì)，針對(duì)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能等技術(shù)進(jìn)行專項(xiàng)攻堅(jiān)，并通過(guò)Grid-forming算法打造智能光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)，最終奉獻(xiàn)出一個(gè)沙漠中的綠色奇跡。2023年11月，該項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)始為紅海新城的酒店供電。
中國(guó)電網(wǎng)專家在現(xiàn)場(chǎng)參觀后連呼“沒(méi)想到”：第一，如此大規(guī)模的微網(wǎng)，目前在全世界范圍內(nèi)仍處于試驗(yàn)階段，沒(méi)想到沙特這樣一個(gè)主要依靠石油資源的國(guó)家卻領(lǐng)先一步;第二，如此龐大和復(fù)雜的項(xiàng)目，華為在沒(méi)有電網(wǎng)公司參與的情況下獨(dú)立完成，確實(shí)沒(méi)想到。
供電穩(wěn)、儲(chǔ)能強(qiáng)、用電安，成功的秘訣是什么?
在華為數(shù)字能源的字典里，沒(méi)有做不到，只有想不到。都說(shuō)GW級(jí)100%清潔能源供電的獨(dú)立微網(wǎng)項(xiàng)目是世界性難題，那么它究竟難在哪里?華為數(shù)字能源又是如何化難為易，構(gòu)建低碳綠色的大型城市綜合體的呢?
下面，我們將從供電、儲(chǔ)能、用電幾個(gè)方面，逐一揭秘。
供電，穩(wěn)如泰山。
有效應(yīng)對(duì)氣候變化，實(shí)現(xiàn)碳中和，光伏在其中發(fā)揮著不可替代的作用?？梢赃@樣說(shuō)，今天光伏已成為全球最清潔、最安全、最經(jīng)濟(jì)的能源來(lái)源。有數(shù)據(jù)顯示，在過(guò)去十年中，光伏發(fā)電的成本降到了最初的95%，在中東等光照條件較好的地區(qū)，光伏發(fā)電的成本已經(jīng)可以達(dá)到1美分1度電。隨著能源結(jié)構(gòu)快速朝著發(fā)電側(cè)的低碳化方向演進(jìn)，未來(lái)清潔能源將取代傳統(tǒng)能源，成為主導(dǎo)。
在紅海新城智能光儲(chǔ)解決方案中，光伏發(fā)電是供電的起點(diǎn)。目前，當(dāng)?shù)匾呀?jīng)建成5個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，總計(jì)76萬(wàn)塊光伏板，為紅海新城項(xiàng)目一期提供電力。
紅海新城地處沙漠，光伏來(lái)源不是問(wèn)題，但是穩(wěn)定的供電卻并不是想象中那樣易如反掌。華為數(shù)字能源開(kāi)發(fā)的智能光儲(chǔ)發(fā)電機(jī)起到了中流砥柱的作用。為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電，華為開(kāi)創(chuàng)性地研發(fā)了虛擬同步機(jī)技術(shù)，讓每臺(tái)儲(chǔ)能變流器模擬傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行模式，用虛擬調(diào)速器控制電網(wǎng)頻率，用虛擬勵(lì)磁器控制電網(wǎng)的電壓，使得1000多臺(tái)儲(chǔ)能變流器同步支撐微網(wǎng)的頻率和電壓，保證了電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。
在保證電力穩(wěn)定輸出的同時(shí)，華為數(shù)字能源還針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變壓器突投需求頻繁、電機(jī)等沖擊性負(fù)荷啟停產(chǎn)生沖擊電流，易造成電網(wǎng)崩潰等問(wèn)題，通過(guò)先進(jìn)的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能算法，在不超配PCS的前提下，支持100%儲(chǔ)能額定容量變壓器的投切，進(jìn)一步提升了整網(wǎng)穩(wěn)定供電的能力。
儲(chǔ)能，隨需應(yīng)變。
由于光伏發(fā)電受天氣、季節(jié)等自然因素影響較大，不可避免具有間歇性、波動(dòng)性，這對(duì)光伏電站的并網(wǎng)是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能技術(shù)在提高發(fā)電的穩(wěn)定性、可靠性，以及促進(jìn)新能源消納方面發(fā)揮著非常重要的作用。未來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)將朝著多元化、規(guī)模化和智能化的方向發(fā)展。紅海新城要實(shí)現(xiàn)100%清潔能源電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，儲(chǔ)能系統(tǒng)的精細(xì)化管理與安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。
鋰電池的不一致性是儲(chǔ)能系統(tǒng)的一大“短板”。為了消除這一短板，華為數(shù)字能源采用智能組串式儲(chǔ)能解決方案，將儲(chǔ)能技術(shù)與電力電子技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)深度融合。一方面，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)避免電池包和電池簇的短板效應(yīng)蔓延;另一方面，依靠其獨(dú)特的算法，精準(zhǔn)捕捉異常電池，迅速切斷并進(jìn)行處理修復(fù)，還同時(shí)使用專門研發(fā)的電池簇控制器和電池包優(yōu)化器，在發(fā)現(xiàn)故障或異常后進(jìn)行單獨(dú)隔離，從而削弱電池串聯(lián)失配的影響。
確保每一簇都有控制器，每一包都有優(yōu)化器，華為先進(jìn)的智能組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)為紅海新城1.3GWh儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定供電奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
紅海新城獨(dú)特的地理地貌，也給供電造成了一定困擾。該地區(qū)夏季最高溫度超過(guò)50℃，項(xiàng)目所在地最近距海邊僅100米。在高溫、高濕、高鹽霧、風(fēng)沙的環(huán)境下，儲(chǔ)能系統(tǒng)在可用容量、運(yùn)行壽命、運(yùn)輸、施工和運(yùn)維等方面不容有失。華為智能組串式儲(chǔ)能系統(tǒng)之所以能成為項(xiàng)目的信賴之選，就是因?yàn)樗哂蠭P55防護(hù)和C5級(jí)防腐能力，其分布式溫控設(shè)計(jì)可以確保即使在高溫場(chǎng)景下也能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
用電：安枕無(wú)憂
與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，清潔能源發(fā)電系統(tǒng)由于在頻率、電壓、可調(diào)能力等方面相對(duì)不足，電網(wǎng)擾動(dòng)頻繁，很容易發(fā)生故障，導(dǎo)致電網(wǎng)大面積停電，是電網(wǎng)安全運(yùn)行的重大隱患。紅海新城離網(wǎng)項(xiàng)目規(guī)模巨大，而且城市定位以旅游業(yè)為主，一旦發(fā)生電網(wǎng)短路故障，將造成很大的不良影響。
