為支撐能源結(jié)構(gòu)清潔化轉(zhuǎn)型和能源消費(fèi)革命，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)實(shí)施“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)，為提升分布式能源的充分消納和利用效率，設(shè)置了多能源互補(bǔ)的分布式供能與微網(wǎng)技術(shù)方向。作為該項(xiàng)技術(shù)的重要實(shí)踐，2016年年初，國(guó)網(wǎng)江蘇電力與連云港邊防支隊(duì)通力合作，在連云港的車牛山島規(guī)劃建設(shè)了“交直流混合”的海島智能微電網(wǎng)，2017年12月投入試運(yùn)行，并于2018年4月25日通過(guò)驗(yàn)收正式投運(yùn)。該項(xiàng)目配備了國(guó)內(nèi)首個(gè)交直流混合、三端口變流器，為外海島嶼的高品質(zhì)用電提供了有效解決方案。

截至目前，車牛山島微電網(wǎng)共發(fā)電5.76萬(wàn)千瓦時(shí)，凈化淡水61噸，供電供水實(shí)現(xiàn)自給自足，改變了靠補(bǔ)給船定期運(yùn)送柴油發(fā)電的歷史。該項(xiàng)目是“基于電力電子變壓器的交直流混合分布式可再生能源技術(shù)研究”的成功初探，也是對(duì)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃實(shí)施項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)推進(jìn)，對(duì)全國(guó)所有“高海邊無(wú)”(高海拔、海島、邊防、無(wú)人區(qū))地區(qū)的持續(xù)可靠用電具有重要意義。

目前，我國(guó)面積在500平方米以上的島嶼有6536座，其中有人居住的有400多座，大多為遠(yuǎn)離陸地的中小型島嶼，對(duì)這些島嶼來(lái)說(shuō)，持續(xù)、穩(wěn)定的電力供應(yīng)一直是個(gè)奢求。

“我們駐守的這個(gè)小島遠(yuǎn)離大陸，平時(shí)的給養(yǎng)保障全部依靠陸運(yùn)，用水用電很不方便。為了解決這一問(wèn)題，我們支隊(duì)在島上安裝了風(fēng)力和光伏發(fā)電機(jī)組。現(xiàn)在有了智能微電網(wǎng)，供電、供水都不再是問(wèn)題，天氣好的時(shí)候一天可以發(fā)400多度電，像空調(diào)、電熱水器這些大功率的電器使用起來(lái)完全沒(méi)有問(wèn)題，可以跟陸地一樣享受同樣的生活。”提起島上的生活改善，駐守島嶼的連云港車牛山島邊防派出所所長(zhǎng)孫權(quán)感慨地說(shuō)。孫權(quán)駐守的車牛山島位于連云港東北方向，距離陸地47.5公里，總面積0.06平方公里。島上的移動(dòng)通信基站、海事信號(hào)站和邊防部隊(duì)長(zhǎng)期依靠柴油機(jī)、光伏等供應(yīng)電能，與國(guó)內(nèi)其他遠(yuǎn)離大陸的島嶼一樣，存在供電穩(wěn)定性不足、自動(dòng)化水平低和飲用水短缺等問(wèn)題。

“車牛山島微電網(wǎng)項(xiàng)目充分運(yùn)用了基于電力電子變壓器的交直流混合分布式可再生能源技術(shù)，‘三端口變流器’是這項(xiàng)工程的最大亮點(diǎn)，有了它島上的微電網(wǎng)就具備了可以思考的‘大腦’，能夠?qū)u上的風(fēng)電、光伏、蓄電池等電能進(jìn)行智能調(diào)度，使得島上用電和陸地一樣穩(wěn)定、可靠。”國(guó)網(wǎng)江蘇電科院的袁曉冬介紹說(shuō)。

“以前電力供應(yīng)不穩(wěn)定，冬季平均每天只能用上3小時(shí)左右的電，用水主要靠定期補(bǔ)給和雨水收集，勉強(qiáng)滿足基本生活用水需求。現(xiàn)在電力供應(yīng)穩(wěn)定又充足，也安裝上了海水淡化系統(tǒng)，每天都能洗上熱水澡了。”新兵陳虎起初對(duì)守島的生活還不太適應(yīng)，但是每天能洗上熱水澡讓他找到了家的感覺(jué)，“而且在光伏和風(fēng)力發(fā)電量大的天氣，還可以將多余的電能用來(lái)淡化海水儲(chǔ)存起來(lái)，確實(shí)太方便了!”

車牛山島的智能微電網(wǎng)建成后，島上各個(gè)電源點(diǎn)和用電設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通，在不同天氣條件下，不同用戶間的電能可以互濟(jì)互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)了島上50千瓦風(fēng)機(jī)、30千瓦光伏、100千瓦柴油機(jī)以及450千瓦時(shí)儲(chǔ)能的海島能源綜合利用。

據(jù)了解，車牛山島的交直流混合智能型微電網(wǎng)以光伏、風(fēng)電等多種綠色能源為基礎(chǔ)，以“三端口變流器”為核心，構(gòu)建由邊防、移動(dòng)、海事三家組成的交直流混合微電網(wǎng)，利用能源管理系統(tǒng)，精確協(xié)調(diào)控制發(fā)電、儲(chǔ)能和用電，靈活調(diào)配各用戶的連接方式，實(shí)現(xiàn)了“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”協(xié)調(diào)控制和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

作為交直流混合智能型微電網(wǎng)的核心，“三端口變流器”還讓海島電網(wǎng)具備了遠(yuǎn)程運(yùn)維的“遙控器”，遠(yuǎn)在數(shù)十公里之外的電網(wǎng)專業(yè)運(yùn)維人員足不出戶就可對(duì)島上的電網(wǎng)和用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程診斷，有效解決海島遠(yuǎn)離大陸缺乏專業(yè)電網(wǎng)運(yùn)維人員，海島電網(wǎng)無(wú)法得到及時(shí)監(jiān)控和運(yùn)維等問(wèn)題。

據(jù)了解，國(guó)網(wǎng)江蘇電力正在研發(fā)國(guó)內(nèi)首個(gè)四端口微網(wǎng)路由器，該技術(shù)目前處于世界領(lǐng)先水平，將在蘇州同里新能源小鎮(zhèn)進(jìn)行試點(diǎn)運(yùn)用，構(gòu)建“以清潔為方向、以電為中心、以電網(wǎng)為平臺(tái)、以電能替代為重點(diǎn)”，多種能源協(xié)同互補(bǔ)的現(xiàn)代能源體系，引領(lǐng)現(xiàn)代城市能源發(fā)展方向。