富产石油的沙特阿拉伯,要建设全球首个100%清洁供电的城市?
是的,你没听错,这座城市就是红海新城。
红海新城坐落于沙特西部的红海之滨,是沙特“2030愿景”的重点工程之一,也是一座从零起步建设的新兴城市,规划占地2.8万平方公里,未来将容纳一百万人来此旅游生活。
作为经济转型升级的基础,能源战略转型是沙特“2030愿景”的核心。为此,这座新兴的红海新城,确定将100%由清洁能源供电。通过采用华为智能光储凯发k8官网的解决方案,沙特红海新城建立起了400mw光伏发电和1.3gwh储能的全球最大光储微网电站,成为全球首个碳中和标杆城市。
最近华为数字能源发布的2024年度最新视频《明日之城》,就讲述了华为全球最大光储微网开始为红海新城供电的里程碑事件。这是人类零碳城市建设的一个里程碑,表明在缺电、无电网的区域,通过建设100%光储微网来供电这一尝试成为了现实,同时也见证了华为光储微网技术的可靠与领先。
践行可持续发展愿景的红海新城
提出“2030愿景”,是沙特希望减少对石油收入的依赖、促进经济多元化的应对策略,以此为长期发展奠定基础。沙特希望借此实现经济和社会的全面转型,建立一个多元化、可持续发展的现代化国家。
这一愿景包括一系列重要的工程和项目,比如未来智慧城市项目noem、大型娱乐文化项目qiddiya等,而红海新城则是一个高端旅游开发项目,旨在打造一个世界级的旅游目的地。
红海新城位于红海沿岸,覆盖了岛屿、海滩、沙漠、山脉等丰富的自然景观,仅自然岛屿就超过90个。按照规划,红海新城将建设一系列豪华酒店、度假村、别墅、休闲娱乐设施、生态保护区等。到2030年全面完工时,将有50多家酒店,共计8000间客房,以及超过1300套住宅。
立足未来的可持续发展,红海新城强调维护海洋和陆地的生物多样性,充分利用可再生能源供电,减少碳排放,同时采用先进的科技和智能基础设施,比如物联网、人工智能等,提升游客体验和运营效率。
显然,对于石油资源丰富的沙特来说,采用100%清洁能源为整个城市供电是一个创举,也是实现碳中和的最直接路径。
从零起步建设独立运行的城市电网
沙特地处沙漠地带,日照充足,非常适合建设光伏太阳能电站。因此,可再生能源的来源不是问题,但要实现100%清洁能源供电,则是一个巨大的挑战。
我们都知道,光伏和风力等可再生能源有不稳定性,传统上需要主电网来调节,才能保证电力供应的稳定。而红海新城是一个独立运行的光伏微网电站,要从零起步建设一个完整的电网,需要自身完全的调节能力。
建设上gw规模的微网电站,更是一次前所未有的探索,是人类历史上的首次。这意味着白天100%使用光伏发电,同时为储能设备充电,晚上则完全使用储能系统的放电来供电。这就要求光储系统必须能够在各种稳态和暂态故障工况下保持电网稳定运行,满足整个城市的各种突发需求。
此外,红海新城所处地区自然条件恶劣,夏季最高温度超过50℃,且身处海边,典型的高温、高湿、高盐雾、风沙环境。在这种情况下,如何保障发电系统和储能系统的稳定运行、使用寿命、乃至运输施工等,也都是很大的挑战。
2021年10月18日,华为数字能源技术有限公司成功签约沙特红海新城项目,为其提供全部的智能光储凯发k8官网的解决方案。
选择华为方案,是因为业主方看到了华为在光伏发电和储能领域超过10年的研发积累,同时已经有超过8gwh储能系统应用的丰富经验,能够帮助红海新城完成这样一个前无古人的突破。
先进的发电与储能技术保障用电体验
面对这样的历史使命和艰巨挑战,华为数字能源拿出了最先进的产品、技术,在发电、储能、用电等各个环节,提供最佳的光储微网电站凯发k8官网的解决方案。
在发电环节,华为智能光储发电机(vsg)技术起到了关键的支撑作用。该技术让每台储能变流器(pcs)模拟传统同步发电机的运行模式,采用虚拟调速器控制电网的频率,并用虚拟励磁器控制电网的电压。这样,在没有主电网支撑的情况下,单独依靠光伏发电,红海新城也能够有稳定的电力输出,不会因为光伏发电的不稳定特性而崩坏电力系统。
在储能环节,华为智能组串式储能凯发k8官网的解决方案,解决了锂电池的不一致性问题。其将储能技术与电力电子技术、数字化技术深度融合,采用模块化设计,以防止电池包和电池簇的短板效应扩散。此外,其依靠独特的算法,精准捕捉异常电池,迅速切断并进行处理修复;使用专门研发的电池簇控制器和电池包优化器,在发现故障异常后单独隔离,减小电池串联失配的影响。
此外,华为先进的构网型储能算法,也取代了传统的并网型储能系统,能够在不超配pcs的前提下,支持100%储能额定容量变压器的投切,保障整网稳定供电,尤其是在夜间完全依赖储能系统的情况下。
在用电环节,华为的微网继电保护方案、离网故障穿越技术,解决了电网扰动带来的电路故障难题。其不依赖故障电流的幅值,可以快速、准确地切除故障路线;在切除故障之后,储能系统可以快速、同步、稳定地重建电网电压,在数百毫秒内将微网电压恢复稳定。这样可以保证游客和居民的用电体验,避免停电带来的影响。
探索未来生活方式的更多可能
如今,红海新城已经进入到如火如荼的大规模建设阶段。
从卫星地图上,我们就能够看到,无论海岛还是戈壁,都是一篇繁忙的景象,众多度假村和酒店初具雏形,有些已经开始接待游客。新建的红海新城国际机场,也已经投入使用,开通了连接利雅得和吉达等城市的定期航班。
经过两年的紧张建设,华为光储微网电站也于2023年11月开始供电。目前,正在运营的红海新城机场和six senses southern dunes度假酒店,都已经完全实现100%清洁能源供电运行,为来自全球各地的游客提供宾至如归的服务。
随着红海新城的逐步建成,400mw光伏发电 1.3gwh储能的全球最大光储微网电站,也将全部建成投用。
这将是人类社会全新的发-储-用电模式的率先实践,也是多项跨领域关键技术的重大突破,为我们的未来生活方式探索出了更多的可能。