走进位于内蒙古呼伦贝尔的华能伊敏电厂,只见十余个巨大的白色“盒子”整齐排开,这些是电厂科技创新应用的最新成果——全球容量最大的全超级电容储能调频系统,也是华能首次基于睿渥技术研制的全超级电容储能调频系统。2025年2月28日,项目一次性投产成功,极大缩短了储能充放电调节时间,华能在新型储能领域“再下一城”。
联合共建:冰天雪地中的“加速度”
华能伊敏电厂的全超级电容储能调频项目要建设16兆瓦×10分钟的全超级电容储能系统,包含6个储能单元,占地面积达1220平方米。今年以来,面对极寒天气,华能伊敏电厂与西安热工院联合组建的专班持续攻坚,项目安装团队在零下二十多度的环境中轮班作业,4天敷设动力电缆达3.2公里,15天完成了预制舱吊装,一场全链条的“加速战”在呼伦贝尔冰天雪地中悄然打响。
“我记得今年1月份温度差不多降到零下30℃,非常冷,我们提前搭建保温棚,实行三班倒作业,开展高压电缆头制作和耐压试验等工作,确保施工进度与质量。”安装施工的负责人辛福强回忆道。
建设过程中,“新型钛基超级电容”这一关键设备的生产周期过长,严重影响了建设进度,成为项目一大卡点。对此,项目总负责人李刚亲自挂帅,48小时往返1000多公里,深入设备厂商生产车间,现场了解生产工艺,识别出并行开展的生产环节,集中资源重点突破。
“我们逐个环节倒排工期,把能并行的工序全部打通。”项目供应链负责人王小辉介绍说。通过这种“穿透式”协作,新型钛基超级电容等关键部件交付周期缩短了30天。
与此同时,项目技术专班创新工作方法,采用并行推进模式,将设计、研发、试验等环节紧密衔接。每周两次项目推进会上,专班成员们盯着屏幕上的“问题清单”逐项攻坚,33项技术难题实现闭环销号管理。全超级电容储能调频项目从开工到投运仅用了4个月,较国内同类项目缩短6个月,创造了国内同类型储能工程建设的“新纪录”。
创新突破:“手动挡”升为“自动挡”
储能调频系统到底是做什么用的呢?
华能伊敏电厂智能办主任姜楠用“充电宝”来形容它的工作原理,“它就像我们常用的充电宝一样,将电能储存起来,当电网指令功率与发电机实际功率出现差值时,超级电容通过快速的充电或者放电,来维持电网发、用两侧平衡。”
相较于传统锂电池储能,全超级电容储能调频系统具有寿命长、安全性高、充放电速度快等优势,尤其适合短时间、大功率的调频场景。
眼下,这套全球容量最大的全超级电容储能调频系统正在与华能伊敏电厂一期2台550兆瓦超临界火电机组“强强联手”,帮助机组大幅提升调频性能。该项目突破了全超级电容储能耦合火电机组调频的关键技术——首次将组串式储能变流器应用于储能调频领域,与传统物理服务器控制系统相比,储能充放电调节时间大幅缩短,响应速度提升60%,就像汽车从“手动挡”升级为“自动挡”,有效提高了机组负荷调节精度和响应速度,机组可以更好地参与电力市场交易,提高发电效率,降低运营成本,为企业提质增效注入新动能。
在华能伊敏电厂的储能电站集控舱,技术人员轻点屏幕,“睿渥储能控制系统”的运行数据随即显现,这是该系统的另一大创新:百分百国产“大脑”。
这里的“大脑”,指的是储能的核心控制系统。长期以来,该系统软硬件未能实现完全自主可控,为解决这一问题,华能伊敏电厂和西安热工院联合研发了基于“睿渥”系统的全国产可视化、图形化储能策略可编程平台,这套具有完全自主知识产权的储能核心控制系统极大地缩短了运算周期,降低了网络传输延迟,实现了机组“睿渥”DCS与储能控制系统的互通直连,无缝兼容。
“经过前期调研、容量计算、热工况性能研究与技术方案设计等一系列努力,我们还研发出了以钛酸锂为负极材料的电力储能专用超级电容,钛基超级电容器具有三维立体结构,相比于碳基的多层结构更加稳固,寿命更长。”谈及研发之路,华能伊敏电厂电气主管卞圣珺难掩自豪。
“我们的目标不仅是建成一个示范工程,更是要打造行业标杆,为能源转型探索新路径。”华能伊敏煤电公司副总经理李广山说,“下一步,我们还将积极拓展全超级电容储能技术的应用场景,用创新绘就草原生态的‘新画卷’”。
【责任编辑:王少晨 】