從項目簽約到正式投運，歷時近四年。

2024年3月31日，全球儲能配置規模最大的單體新能源場站、全球規模最大的“源網荷儲”一體化示范項目——三峽烏蘭察布新一代電網友好綠色電站示范項目通過永久送出工程正式投運。

（來源：微信公眾號“IESPlaza綜合能源服務網”作者：IESPlaza）

項目介紹

該項目位于全國I級風能資源核心區內蒙古自治區烏蘭察布市四子王旗，該地區風能資源儲量4650萬千瓦，技術開發量3650萬千瓦，年平均日照時間3200小時，屬日照高值區，現已規劃風光電裝機容量3600萬千瓦，是發展風、光電產業的理想之地。

項目總裝機200萬千瓦，其中風電170萬千瓦、光伏30萬千瓦，配套儲能55萬千瓦2小時，能夠儲存110臺5兆瓦風機滿發2小時產生的能量，是國內首個儲能配置規模達到千兆瓦時的新能源場站。

示范項目充分發揮“源、網、儲”整體聯動示范作用，通過風光儲一體化建設、運行，自主研發和應用智慧聯合集控中心，創新性開展電網友好“網-源”協調關鍵機制，最大程度緩解了電網系統的靈活性調節壓力，有效提升了地區清潔能源消納水平。

同時，該項目大規模投入使用新型電化學儲能系統，通過數字儲能動態重構電池網絡系統，克服傳統BMS儲能方案的短板效應，大幅提升了儲能系統的有效容量和壽命；STATCOM儲能系統基于新型自主化IGCT功率器件和鏈式多電平換流技術，可實現精準的有功無功支撐和系統高級服務，是國內單機容量最大的直掛式儲能裝置。

技術應用

2020年12月，三峽集團在烏蘭察布市投資6億元，建設集研發、實證、應用為一體，產、學、研、用深度融合的源網荷儲技術研發試驗基地。瞄準以新能源為主體的新型電力系統亟需研究的規模化儲能技術、并網技術、一體化調度技術、商業模式等問題，聯合清華大學、華北電力大學、中國科學院、天津大學等20余所國內頂尖科研機構的專家團隊開展攻關研究，已取得諸多技術成果。

▌百萬千瓦級電網友好型風光儲場站群智慧聯合集控關鍵技術

百萬千瓦級電網友好型風光儲場站群智慧聯合集控關鍵技術，由中國長江三峽集團有限公司科學技術研究院和華北電力大學共同組建團隊完成聯合攻關，創新性地開展了“大規模區域的風光功率聯合預測”“面向風光儲場站協同優化控制與保護”“電網友好型新能源電站‘網-源’協調關鍵機制”“新能源快速一次調頻和虛擬慣量支撐”等技術研究，針對“規模化儲能+新能源”開發了多種調控模式及電網友好功能，實現了“場站層”和“站群層”的有機協調。

智慧聯合集控系統作為示范項目的“中樞大腦”，承擔著新一代電網友好綠色電站與蒙西電網調度交易中心“智能化自主化交互通訊、主動感知和決策分析”等重要功能。通過全場景的運行考驗，系統具備的“頂峰供電、功率平滑、一次調頻、虛擬慣量”等電網友好功能得到了驗證，新能源場站群“集中功率預測、風光儲協同調控策略”等關鍵技術問題均得到了解決，示范電站具備了“一體化智慧控制、電網友好接入及風光儲穩定”的運行要求。

“儲能規模配置”是電站并網友好的物理基礎，“數字化管理”則是解決高配比儲能與風光新能源智慧協調運行的手段。項目創新研發的“智慧聯合集控系統”主要通過風光儲場站群的“智慧控制”和“智能運維”兩條途徑進行數字化管理創新，實現示范項目電站的“全面可觀、精確可測、高度可控”，實現了能源安全可靠供給的“電網友好”目標、從思維、技術、人才、管理、運營等方面走出創新之路。

▌大規模新能源及儲能綜合仿真與實驗平臺

該平臺包括基于RT-LAB、RTDS、RT-MEET（國產化動矩實時仿真器）的數字仿真系統和場站的控制保護物理設備屏柜；以功率放大器為核心的動模平臺，將不同類型儲能和PCS組成的儲能系統與數字平臺進行連接；最后，在數字平臺和動模平臺上建立一套實驗室管控平臺，實現數字平臺之間互聯，數模平臺之間互聯，可模擬調度中心或大數據中心的調控功能和仿真數據的展示功能。

該平臺具備百萬千瓦級新能源及儲能裝備全電磁暫態實時數字仿真和半實物仿真能力，首次突破RTDS、RT-LAB、RT-MEET、動態模擬的高速實時通信和接口設計技術，可實現電磁暫態數字模型、實際控制保護裝置和儲能系統的跨平臺聯合仿真。國內規模最大、類型最豐富的儲能系統動態模擬平臺，涉及飛輪、全釩液流、超級電容、磷酸鐵鋰電池、固態鋰離子電池、鈉離子電池、水系鈉離子電池等七種儲能形式，可開展多類型控制保護裝置和儲能系統的硬件在環仿真試驗開發了國內首個新能源并網仿真數字孿生系統，可實現大規模新能源及儲能系統綜合仿真與實驗平臺全景可觀可測可控的管控新模式。

▌國內容量最大功率路由器示范工程

中國三峽集團科學技術研究院聯合清華大學、西安西電電力系統有限公司、山東泰開直流技術有限公司，成功研制了國內容量最大的功率路由器設備。功率路由器共3個功率端口：10kV/6MVA交流端口、10kV/3MVA交流端口、750V/3MW直流端口；主要有兩個功能：一是具備豐富的不同電壓等級的交直流端口，適用于風、光、儲等不同元素的統一、靈活接入，減少電能變換環節，提升系統運行效率；二是主動控制各端口的功率潮流，通過不同供電區域功率優化協調控制，實現新能源發電的高比例消納。

作為國內容量最大的功率路由器示范工程，本項目研制的功率路由器各端口容量合計12MW，該設備所采用的所有IGBT和IGCT功率器件均實現了國產化替代，打破了國外在大功率半導體領域的技術壁壘。在直流變壓技術方面，本項目研制的IGCT直流變壓器中單個DAB功率模塊容量達1MW，相比于IGBT/SiC直流變壓器DAB模塊，容量提升10倍以上，成本和體積減少1/3以上；在直流故障保護方面，本項目基于國產逆阻型IGCT器件研制了新一代全固態故障電流控制器，實現百微秒開斷10kA短路電流、額定2kA電流工況下1.3V超低通態壓降，并配備了超快速過流自保護控制系統。

該工程可應用于雙碳背景下廣泛存在的“源網荷儲”工業園區或配網，解決分布式新能源、儲能、各種類型負荷的統一、高效、靈活的接入，實現“源網荷儲”柔性接入和靈活互動，提高能源利用效率并減少占地。

▌高速磁懸浮飛輪儲能調頻系統

高速磁懸浮飛輪儲能調頻系統針對電力系統慣量響應、一次調頻應用特性進行優化設計，由高速磁懸浮飛輪單元、一體化變流器、飛輪管理系統、飛輪集裝箱等構成，以高速磁懸浮飛輪儲能特性為手段，實現穩定電網頻率，保障電力系統頻率安全的目的。

由中國長江三峽集團有限公司聯合沈陽微控新能源技術有限公司依托三峽新能源烏蘭察布新型儲能驗證平臺工程研制的“適用于新能源電站慣量和調頻支撐的兆瓦級飛輪儲能系統”是慣量響應及調頻領域唯一一項入選的重大技術。

在2021年12月底，飛輪儲能系統運抵烏蘭察布項目現場，并于2022年3月通過動模仿真平臺試驗測試。應用于新型儲能技術驗證平臺的5臺200kW高速磁懸浮儲能飛輪及配套PCS等設備，構成1MW/15MJ集裝箱式飛輪儲能系統。其中4臺200kW高速磁懸浮儲能飛輪及配套PCS等設備組成的0.8MW/12MJ集裝箱式飛輪儲能系統，主要由飛輪儲能陣列、飛輪管理系統(FMS)、儲能變流器(PCS)組成，應用于新型儲能技術驗證平臺；另外1臺0.2MW/3MJ飛輪儲能單體應用于動模仿真平臺，其PCS由動模平臺側統一配置。

飛輪儲能對解決新能源并網一次調頻及慣量響應具有現實意義，也對整個儲能產業市場的多元化具有創新意義，可改善電網對可再生能源的接納能力，提升電網對功率突變事件的調節能力和抗干擾能力。未來，隨著電力輔助服務市場的不斷完善以及儲能技術的不斷升級，將為儲能打開更多的應用機會和價值收益，也將開啟飛輪儲能的應用新時代。

▌兆瓦級直流耦合接入的鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統

該項目中混合儲能系統采用鋰離子電池和超級電容器以能量型和功率型儲能技術耦合互補的形式進行應用，整套系統由3個預制艙體組成，分別為0.5MW/1MWh鋰離子電池儲能系統艙、1MW/0.1MWh超級電容器儲能系統艙、1.5MW儲能變流器艙。其中鋰離子電池和超級電容器儲能系統預制艙內分別配有直流匯流柜、電池/電容管理系統、本地能量管理系統、自動消防系統、空調等設備。各儲能系統通過直流匯流柜接入相應的儲能變流器，再分別接入功率路由器750V直流母線，響應園區能量管理系統下發的削峰填谷或調頻調度指令。

鋰離子電池具有能量密度高、儲/釋能時間長等特點，可用于實現削峰填谷；超級電容器具有功率密度高、響應速度快、壽命長等特點，可參與電力系統一次調頻，同時延長電池使用壽命。通過兩種儲能技術耦合及協調控制策略優化，鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統能夠充分發揮性能互補優勢，滿足電網不同層次需求，最大限度發揮儲能的作用。

針對烏蘭察布源網荷儲試驗基地中的交直流混合電網架構，該項目首次實現了將鋰離子電池/超級電容器混合儲能系統通過DC/DC設備直接在750V直流母線側進行功率耦合，該接入方式可提高AC/DC并網逆變器的利用率，此外，混合儲能系統既可以對交流電網進行功率支撐，又可以解決直流電網的功率突變和諧波問題。

▌兆瓦時級固態鋰離子電池儲能關鍵技術及工程應用

項目由1MW/2MWh的能量型固態鋰離子電池儲能系統與一套用于動模仿真研究的30kW/56kWh的小型固態電池儲能系統組成，共同集成于1臺40尺的標準集裝箱內，通過DC/DC轉換器輸出750V直流電壓并網。

項目通過電芯生產工藝創新以及模組和系統集成創新，對固態鋰離子電池儲能技術進行優化，研發應用于規模儲能的固態鋰離子電池，并通過儲能示范項目，驗證該技術在“源網荷儲”場景中運行的安全性及穩定性，實現儲能型固態鋰離子電池在全球的首次示范應用。

該項目基于氧化物固態電解質體系的原位固化固態電池技術，結合原子級鍵合技術、離子導電膜技術并配合新型電池裝備，提升了界面接觸及穩定性、循環穩定性，有效抑制了循環過程中電池的體積膨脹及SEI膜熱穩定性。研發的本質安全、長壽命固態鋰離子電池，以期從根本上降低電池在失控后發生的起火、爆炸風險，同時將電池的能量密度較傳統鉛酸電池提升4~5倍，電池使用壽命達到6000次以上，并通過電安全、機械安全、熱安全、環境安全等四個維度的極限測試，其安全性能遠高于目前常規儲能電池。

項目歷程

2020年4月6日，三峽集團與內蒙古自治區烏蘭察布市簽署戰略合作協議，就烏蘭察布市“源網荷儲”一體化綜合應用示范項目開發事宜達成一致意見。

2020年9月21日，內蒙古自治區能源局對《烏蘭察布源網荷儲一體化綜合應用示范基地方案》進行復函，表示同意方案的執行，并就“示范目標”“示范內容”等做出了具體指示。

2020年10月28日，該項目（一、二、三期）取得烏蘭察布市發展和改革委會批復。

2020年10月31日，烏蘭察布源網荷儲示范項目暨三峽現代能源產業園在內蒙古烏蘭察布市開工建設。

2021年4月28日，該項目（一期）現場開工。

2021年11月30日，該項目（一期）全部風機吊裝完成。

2021年12月29日，該項目首批50萬千瓦的機組成功并入內蒙古電網，標志著項目邁出了重要的一步。

2021年12月30日，該項目（一期）全容量并網發電。

2021年12月22日，一期風機吊裝完成。

2022年7月16日，該項目（二期）開工。

2022年7月28日，該項目（三期）開工。

2022年9月16日，該項目（一期）順利通過移交生產驗收。

2022年12月9日，該項目（二期、三期）3座升壓站的7臺主變壓器全部就位，該項目主要設備全部就位完成。

2023年3月31日，該項目（一期）專項驗收全部完成，已初步具備竣工驗收條件。

2023年6月20日，該項目（二期、三期）風機基礎全部澆筑完成，該項目風場區主要基礎施工全部完成。

2023年9月16日，隨著最后一臺6.66兆瓦風機成功吊裝，綠色電站示范項目二、三期工程198臺風機全部順利吊裝完成，標志著該項目1700兆瓦278臺風機全部吊裝完成。

2023年9月27日，該項目（二期、三期）儲能設備首臺吊裝。

2023年12月23日，該項目（二期、三期）150萬千瓦并網，標志著全球單體規模最大的“源網荷儲”項目建設任務圓滿完成。

2024年3月29日，該項目在配套500千伏輸變電永久送出工程投運后，周密部署并網安全措施，在兩日內完成了170萬千瓦風電、30萬千瓦光伏的全容量并網，且一次成功。

2024年3月30日，該項目正式投運。