山海画廊，人间福地。福建作为首个国家生态文明试验区，拥有风、光、水、气、核等多种清洁能源，是电源结构最完整、电源类型最丰富的省份之一。截至2023年底，福建省清洁能源装机、发电量在总装机容量、总发电量中占比分别达63%、52.9%。
文／特约记者 陈舒平 林丽平
面对能源种类多样和清洁能源发电装机容量占比过半的现实，如何实现科学调度并保障清洁能源高效消纳？国网福建省电力有限公司加快构建新型电力系统，大力实施科技攻关行动，努力当好新型电力系统科技攻关“主力军”，实现了清洁能源多年100%消纳，为支撑新能源大规模开发和利用、服务“清新福建”建设交出满意答卷。
科技护航 乘风而上
金秋十月，从福建省福清市兴化湾码头出海，放眼望去，一排排海上风机在蓝天白云下整齐列阵。直径超过百米的风机叶轮迎风转动，将海风转换为源源不断的清洁电能。
海风猎猎，也能生金。福建风能资源丰富，得益于台湾海峡的“狭管效应”。福建省海上风电理论蕴藏量超1.2亿千瓦，自2000年首台风机并网以来，截至2024年8月底，风电装机容量已达793万千瓦，占总装机容量的9.4%。目前，福建已形成海上风电全产业链基地，并且不断刷新全球海上风电装备制造的新纪录。全球首台16兆瓦海上风电机组已在福建成功并网发电。预计“十四五”福建风电装机容量将超过900万千瓦，其中海上风电装机容量500万千瓦。
然而，“靠天吃饭”的风电具有间歇性及难以预测的特点。“大规模风电并网后，调峰问题尤为突出。”国网福建电力调度控制中心调度控制处处长陈郑平说。
为此，国网福建电力成立了国家风电技术与检测研究福建分中心，建成福建首个集风电、光电、储能于一体的微电网实验平台，以提高风电机组运行的稳定性与经济性。
国内首座高压直流直挂构网型储能电站在福建投运。11月4日，福建宁德渔洋里储能电站二期工程正式投入运行。该电站单机容量由交流直挂储能设备的25兆瓦提升至100兆瓦，具备可调惯量、百毫秒级快速功率响应、分钟级过载及黑启动等支撑能力,能量转换效率可达90%以上，对缓解高比例新能源地区暂态过压、直流闭锁紧急功率支撑具有重要意义。
7月31日，由国网福建电力和北京科技大学联合建设的国家材料腐蚀与防护科学数据中心海上风电分中心在福建福州揭牌。
相比于陆上风电，海洋风电所处环境更为复杂，海洋腐蚀不仅会缩短机组运营寿命，给海上风电机组带来巨大安全隐患，还会增加海上风电建设投资和运行维护成本。
海上风电分中心依托福建丰富的海上风电资源，重点围绕海上风电腐蚀数据资源收集与服务能力、腐蚀试验站点及联网观测能力、数据信息资源标准化及质量体系、数据分析挖掘工具与数据产品研制、数据资源开放及共享服务五大方面推动建设。该中心致力于建立500个以上的海上风电环境腐蚀野外观测点，形成覆盖全国海上风电场的海上风电腐蚀与设备安全监测体系，进一步填补国家腐蚀站目前在海上风电观测领域的空白。
5月10日，在中国电机工程学会召开的“大容量海上风电机组全工况模拟及并网试验关键技术和装备”项目技术评审会上，由福建电力科学研究院牵头完成的课题核心技术方案——“电网模拟功能控制在环仿真验证系统设计方案”通过专家委员会评审。
该方案重点研究10万千伏安级大容量电网模拟装置拓扑及控制方法，实现海上风电机组并网点故障（扰动）的宽频动态模拟，从而支撑2万千瓦级大容量海上风电机组开展示范性地面等效试验，为位于福建的国家级海上风电研究与试验检测基地建设运行提供技术支撑。
一系列科技攻关举措，为福建实现连续12年风电利用小时数全国第一提供了可靠技术支撑。
下一步，国网福建电力将深化海上风电并网和协调控制研究，完善能源电力融合发展技术路径，服务全时段的安全、清洁用电需求，让海上的风点亮沿岸的灯。
微网助力 屋顶“生金”
9月12日14时，福建省南安市翔云镇阳光明媚，建筑屋顶上一块块的光伏发电板正将太阳能转化为电能。此时，国网泉州供电公司电力调度控制中心的大屏幕上显示，位于翔云镇的福建省首个台区组共享储能型微电网的光伏发电出力达到当天的出力峰值1120千瓦，电力传输功率为95.3%，光伏发电就地完成消纳。
台区组共享储能型微电网是国网福建电力探索新型电力系统建设的示范工程之一。翔云镇是典型的乡镇，具有高比例分布式光伏电源接入，全镇超过三分之二的公用变压器台区都接入了分布式光伏电源。随着分布式光伏发电并网容量持续增长，对电网安全稳定运行的影响有所增加。
2022年6月，国网福建电力在翔云镇翔云村、金安村试点建设台区组共享储能型微电网，为翔云台区5号、6号配电变压器和金安台区2号、4号配电变压器配置了一套储能供电系统和电池管理系统装置。同时，该公司应用交直流转换技术，将变压器的交流电转换为直流电进行存储；应用柔性直流输电技术和智能融合终端，实现两个台区柔直互联、灵活互济。
通过台区组共享储能型微电网，白天光伏发电的富余电量会自动存储至储能系统中，或者跨台区进行消纳；晚上用电负荷增加时，储能系统会自动释放电能，辅助调节供需平衡，起到削峰填谷的作用。
台区组共享储能型微电网运行以来，试点区域的分布式光伏发电实现100%就地消纳，配电台区通过配置储能实现14.3%的弹性增容。台区组共享储能型微电网解决了山区乡村的分布式光伏发电就地消纳难问题，为分布式光伏发电高效、灵活消纳提供了示范。
据了解，福建像翔云镇一样高比例接入分布式光伏电源的乡镇还有很多，涉及的乡村配电台区有3000多个。目前，国网福建电力已在这些高比例接入分布式光伏电源的乡镇推广了台区组共享型储能微电网建设模式，实现了不同场景下分布式光伏发电高效友好消纳，以及台区电能质量和供电能力的提升。
除了建设台区组共享储能型微电网，近年来，国网福建电力还融合应用边缘计算、柔直互联、物联感知、云边协同等先进技术，分别在南安市水头镇和石狮市永宁镇沙堤村等村镇试点建设了馈线组柔直互联微电网和台区组交直流混合微电网，实现微电网自管理、自平衡、自调节，提升能源利用效率，助力清洁能源消纳。
在厦门鼓浪屿，“光储直柔”低碳建筑在海岛东侧的大德记直流智慧生活体验馆启用，实现了用电的自我调节和自主优化。
在宁德三都澳，海上渔排风光储微电网示范项目能够为海上渔排不间断地供电，促进清洁能源在海上的应用。
数智赋能 节水增发
千山万壑，水流奔涌，高低之间，能量已现。
福建水系密布，水电资源开发程度高，水电站数量多，水电调度非常复杂。为解决这一问题，国网福建电力开发了福建电网大型水库短期径流预报调度系统。“利用该系统的短期径流预报和大型水库洪水调度功能，我们能为水库群的跨流域优化调度提供技术支持。当气象部门预报有大到暴雨时，我们可以预先适当腾库，在监测到明显降雨后安排发电机组加大发电出力。”福建电力调度控制中心水电及新能源处周朝晖解释，洪峰到来前腾出库容迎汛，洪峰过后拦蓄洪水，可以最大限度地利用水资源。
针对人工水下巡检效率低、风险高、探测水深受限等问题，国网福建电力自主研发水下智能巡检机器人，搭载高清摄像模组、激光测距标尺、高精避障声呐、喷墨示踪仪等多套感知装置，可最高下潜至300米，在复杂高速湍流环境下自主规划巡航路径，开展坝体缺陷检定、渗漏通道识别等作业。2024年以来，已应用于水口电站等5座水电站汛前安全检查作业，及时发现并处理坝体裂缝渗水、冲刷破损等隐患60处。
国网福建电力还建设了水电与新能源时空互补运营平台，构建跨流域清洁供能“调节池”。该平台全面接入了全省50884座分布式光伏电站、5273座小水电站的运行数据，实现了对小电源可观可测，提升了清洁能源发电功率的预测精准度，助力实现清洁能源连续多年保持全额消纳。
从武夷山脉杉岭南麓出发，闽江从万山丛沓中奔涌而来。流经地理位置得天独厚的水口镇，积蓄千里的能量喷薄而发，形成了被誉为“闽江明珠”的华东区域最大的水电工程——水口水电站。
6月25日，闽江上游部分地区发生强降雨。水口水电站运维人员登录“数字闽江”，可以清晰看到流域各项关键数值和实时画面。闽江水位、上游雨量明显增加，降雨面积有所扩大，这些变化都被平台准确捕捉。
“数字闽江”以水口水电站及闽江流域的三维模型为基础，进行多维度关联分析，结合水库调度业务规则和算法模型，构建实时在线更新的防洪调度方案，实现防汛发电智能调度方案秒级生成。
同时，“数字闽江”还能在闽江三维模型上进行防汛发电智能调度方案预演，模拟边界条件调整和调度策略改变带来的影响，完整展现水库调度预腾库、泄洪、拦洪尾的整个过程。通过不断仿真预演，“数字闽江”可以快速确定最优方案，实现流域洪水调度虚拟模拟先行、决策调度在后，并提前预警潜在风险，支撑流域防洪精准调度和水能利用率提升。
通过“数字闽江”，水口水电站在今年汛期单次增加临时库容约7亿立方米，预计年节水增发电量约5亿千瓦时，实现碳减排约48万吨。
国网福建电力正大力推进新型电力系统科技攻关行动，全力支撑新能源大规模开发消纳，加快推进福建能源绿色低碳转型，为美好生活充电，为美丽福建赋能。
