澎湃新聞獲悉，1月18日，國內首座110千伏“零碳”變電站——由國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司負責建設的110千伏高巷變電站正式投入運行。該工程從開工到投產歷時5個月，全壽命周期預計減少碳排放1.8萬噸。
與常規變電站不同的是，該站采用天然酯變壓器、潔凈氣體GIS等環保設備，系統集成BIPV屋頂光伏、幕墻光伏、超級電容、充電樁、碳足跡監控等功能于一體，實現零碳運行，同時滿足周邊低壓分布式光伏大規模系統接入的一次調頻需求。
電網連接電力生產與消費，是電力系統碳減排的核心樞紐。隨著間歇性的分布式新能源和電動車、儲能等新型用能設備的廣泛接入，電力系統運行特性發生了顯著變化。在構建以新能源為主體的新型電力系統進程中，電網系統同時面臨減碳、清潔能源消納和平抑新能源出力波動的挑戰。
據介紹，高巷變采用潔凈空氣GIS設備替代傳統SF6氣體GIS設備、天然酯主變替代傳統礦物油主變、一體化墻板替代現場拼裝墻板、預制構件替代現澆構件等，減少碳排放1.2萬噸。同時，通過安裝BIPV屋頂光伏120千瓦、碲化鎘幕墻光伏18千瓦，年發電量預計達到14萬度，光伏發電可滿足站內運維用電清潔替代。全站設備均環保無害，運行期間無污染物排放，每年預計減少碳排放201噸。站內設置7千瓦交流充電樁，可滿足運維車輛的充電需求，設置15秒500千瓦超級電容，可使光伏電能更加平滑接入電網，減少其隨機性、間歇性、波動性給電網帶來的沖擊。
為實現對該站全壽命周期的碳排放監測評價，無錫供電公司在該站開發布置了碳監測及能源管控系統，可實時監測站內設備損耗、二次系統損耗和建筑損耗，統計全壽命周期減碳成果，為“零碳”變電站實施推廣提供數據支撐。變電站還運用有限元分析和用能自動控制技術，根據站址周邊氣象條件和站內監測數據自動調節空調出力、風機啟停，提高能源利用效率。
無錫供電公司副總經理顧志強對澎湃新聞表示，高巷變是國內首個110千伏“零碳”變電站，將在該項目基礎上分析和總結經驗，形成可復制、可推廣的零碳變電站方案。“未來，我們會根據無錫供電公司轄區內變電站實際情況制定相應的推廣計劃，推動變電站清潔低碳轉型。”
隨著屋頂分布式光伏“整縣推進”的政策實施，分布式光伏將迎來新一輪爆發式增長。但分布式電源滲透率的提升，成為影響電網安全運行的重要因素。
江蘇是分布式光伏大省，澎湃新聞了解到，截止2021年12月，“零碳”高巷變站所在的華莊網格的光伏接入容量為10.3MW。隨著江蘇進入分布式光伏“整縣推進”落地實施階段，無錫市下轄錫山區、惠山區、江陰市、宜興市都在積極開展“整縣推進”的試點工作，其中錫山區預計2023年底前將超額完成方案規劃的108MW建設規模。
業內人士分析稱，分布式電源的增多會導致電網潮流雙向流動，對電網的穩定性產生一定的沖擊，對傳統變電站的保護及自動化裝置、無功補償等都會產生影響。另外，光伏等新能源發電具有隨機性和不確定性，大量接入會對電網的電壓和頻率造成一定的影響，對電力安全可靠供應帶來一些現實挑戰。
顧志強向澎湃新聞表示，對于分布式光伏電源大量接入后的挑戰，今后主要有三類應對措施。其一是提高電網智能化水平，一方面通過采用一些智能設備，實現數據共融共享；另一方面建立光伏群控群調體系，通過智能融合終端來調節光伏出力，實現分布式光伏的智能調控。此外，配置儲能，通過合理配置分布式儲能、超級電容等，可以解決分布式能源的消納和電能質量問題。“與此同時，我們正在開展能源互聯網的研究實踐項目，通過采用一些新型裝置，比如柔性互聯系統、5G通信的快速保護等，靈活改變電網運行方式，保證電網側電能質量。”
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