目前，張家口低碳冬奧示范區(qū)已經(jīng)得到國家發(fā)展改革委批復(fù)，無疑其新能源將迎來新一輪發(fā)展契機。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，河北張家口將有2000萬千瓦新能源的并網(wǎng)和送出，奧運會賽場用電將全部來自新能源發(fā)電。
伴隨新能源裝機爆發(fā)式增長，張家口除了在新能源多途徑本地消納和外送通道上取得一系列進展外，在新能源并網(wǎng)方面的科技攻關(guān)也從未停歇。由國網(wǎng)冀北電力建設(shè)運營的國家風(fēng)光儲輸示范工程已成為我國新能源發(fā)展的一張“綠色名片”，為破解新能源消納問題注入更多“智慧科技”。
新能源發(fā)展的一張“綠色名片”
作為目前國內(nèi)乃至世界已投產(chǎn)項目中規(guī)模最大的風(fēng)、光、儲、輸示范工程，位于張家口張北和尚義地區(qū)國家風(fēng)光儲輸示范工程以其顯著的規(guī)模效益和“四位一體”的能源建設(shè)示范效應(yīng)一直得到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。
記者了解到，該工程肩負著破解大規(guī)模可再生能源接入電網(wǎng)瓶頸的職責(zé)，示范工程采用世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電建設(shè)思路和技術(shù)路線，規(guī)劃建設(shè)風(fēng)電500兆瓦、光伏100兆瓦、儲能70兆瓦，于2011年陸續(xù)建成投運，是目前世界最大的集風(fēng)電、光伏、儲能裝置和智能輸電“四位一體”的新能源綜合性示范工程。
國網(wǎng)冀北風(fēng)光儲公司總經(jīng)理馬力介紹：
“4年多來，世界首創(chuàng)的‘風(fēng)光儲輸’聯(lián)合發(fā)電運行及調(diào)度模式歷經(jīng)天氣陰晴、風(fēng)云變幻無常、極寒暑熱交替等綜合考驗，將‘難預(yù)測、難控制、難調(diào)度’的風(fēng)、光資源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)可靠的綠色電能輸入電網(wǎng)。為解決大規(guī)模新能源集中開發(fā)、集成應(yīng)用的世界性難題提供了我國自己的方案?！?/p>
自該工程投運以來，冀北電力作為建設(shè)運營單位，以深度研究實踐風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電為目標(biāo)，不僅取得了一大批原創(chuàng)性技術(shù)成果，破解了大規(guī)模新能源并網(wǎng)技術(shù)難題，實現(xiàn)了風(fēng)光儲多種組態(tài)安全穩(wěn)定可靠運行，而且更立足我國新能源開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際，構(gòu)建起新能源領(lǐng)域的國際影響力和話語權(quán)，成為新能源發(fā)展的一張“綠色名片”。
風(fēng)光儲輸“四位一體”
走進國家風(fēng)光儲輸示范電站，張北壩上草原那高高聳立的白色風(fēng)機和閃閃發(fā)光的光伏板，與藍天碧野交相輝映，與朔風(fēng)白云水乳交融。
國網(wǎng)冀北風(fēng)光儲公司綜合部主任楊凱向記者介紹，“該項目建設(shè)投運了我國首個機型最多的并網(wǎng)友好型風(fēng)場。涵蓋7種類別風(fēng)電機組，選型和建設(shè)嚴(yán)格遵循國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，采用統(tǒng)一平臺監(jiān)控，統(tǒng)一遠程故障在線監(jiān)測，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信友好上傳，有功、無功遠程可調(diào)，在滿足低電壓穿越性能要求基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了高電壓穿越性能?！?/p>
該工程作為目前國內(nèi)首個智能化源網(wǎng)友好型風(fēng)場，使用了包括2兆瓦、2.5兆瓦和3兆瓦等一系列大容量風(fēng)電機組，均為首臺的新機組、新設(shè)備、新應(yīng)用。其中，2.5兆瓦直驅(qū)式風(fēng)電機組及2兆瓦雙饋式風(fēng)電機組在1.3倍額定電壓的工況下保持200毫秒不脫網(wǎng)，達到了世界標(biāo)準(zhǔn)。
緊挨著成片的白色“風(fēng)機森林”的是一排排在太陽照射下顯得熠熠生輝的太陽能光伏板。記者了解到，該光伏電站示范應(yīng)用了最全光伏組件和跟蹤方式，多角度、全方位開展技術(shù)經(jīng)濟比較，對比同緯度固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)，跟蹤方式，多角度、全方位開展技術(shù)經(jīng)濟比較，對比同緯度固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)，跟蹤發(fā)電系統(tǒng)每年約能提高18%的發(fā)電量。
此外，記者還實地探訪了該示范項目的化學(xué)儲能電站。風(fēng)光儲公司副總工程師劉漢民在現(xiàn)場告訴記者，規(guī)?；_發(fā)與集中并網(wǎng)已經(jīng)成為我國可再生能源開發(fā)利用的主要模式之一，但由于風(fēng)、光等一次能源與生俱來的隨機性和波動性等特點，大規(guī)模風(fēng)電和光伏的集中并網(wǎng)不可避免會給電力系統(tǒng)的運行、調(diào)度和控制帶來諸多挑戰(zhàn)。因此，大規(guī)模儲能技術(shù)應(yīng)運而生。
記者了解到，目前就儲能方面來說，歐美發(fā)達國家均開展了基于儲能技術(shù)提升大規(guī)模新能源接入能力的研究和示范，但僅限于風(fēng)儲或者光儲聯(lián)合發(fā)電技術(shù)相關(guān)應(yīng)用，目前尚未建立起規(guī)?；虚_發(fā)使用的相關(guān)模式體系。
而在這方面，冀北電力則是立足我國新能源資源稟賦及大規(guī)模集中接入開發(fā)實際，經(jīng)過反復(fù)論證和實地勘探，引入大規(guī)模儲能，通過采用風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電模式，實現(xiàn)風(fēng)光儲7種組態(tài)智能優(yōu)化和平滑切換。
“該儲能電站已經(jīng)涵蓋5種類型的電化學(xué)儲能電池，包括磷酸鐵鋰電池、全釩液流電池、鉛酸電池、鈦酸鋰電池以及超級電容，共計近30萬節(jié)，突破了大規(guī)模電池儲能協(xié)調(diào)控制和能量管理關(guān)鍵難題，首次實現(xiàn)同一站內(nèi)平滑風(fēng)光功率輸出等多種高級應(yīng)用，解決了風(fēng)、光發(fā)電不確定性引發(fā)的電力系統(tǒng)調(diào)峰、安全問題?！眲h民介紹。
談及儲能建設(shè)后續(xù)工作，劉漢民表示，今年將投運電動汽車電池梯次利用項目，同時還要配置先進空氣壓縮儲能，為致力電網(wǎng)儲能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新展開大規(guī)模試驗示范。
創(chuàng)新引領(lǐng)成績斐然
截至目前，由國網(wǎng)冀北電力建設(shè)運營的國家風(fēng)光儲輸示范工程已經(jīng)實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行近5年，為破解大規(guī)模新能源開發(fā)應(yīng)用難題不斷貢獻出源源不斷的“智慧”。
“工程投運以來，以風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電互補機制及系統(tǒng)集成為代表的五大關(guān)鍵技術(shù)突破已取得87項授權(quán)專利，累計獲得數(shù)項省部級科技成果獎，部分創(chuàng)新成果達到國際領(lǐng)先水平。”劉漢民向記者介紹，目前依托“四位一體”管控系統(tǒng)，建立了風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了涵蓋設(shè)計規(guī)劃、基礎(chǔ)建設(shè)、專項研究、運營管理在內(nèi)的綜合性解決方案，有力補充了我國風(fēng)、光、儲電站建設(shè)、運行和維護標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)起成立由我國主導(dǎo)的IEC大容量可再生能源接入電網(wǎng)技術(shù)委員會，發(fā)布《大容量可再生能源并網(wǎng)及大容量儲能接入電網(wǎng)》等3部技術(shù)白皮書。目前，已發(fā)布國標(biāo)13項、行標(biāo)21項。顯著增強了我國在國際新能源領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。
此外，作為國內(nèi)最大的新能源聯(lián)合發(fā)電項目，在獲得多項國家級、省部級獎項同時，示范工程運營經(jīng)驗、成果已經(jīng)為外界所認可借鑒，并推廣應(yīng)用于美國及我國寧夏、青海多個新能源聯(lián)合發(fā)電示范工程；
在示范工程的應(yīng)用提升效應(yīng)下，以比亞迪等多家電池儲能制造企業(yè)為代表，陸續(xù)建成投產(chǎn)了系列儲能產(chǎn)品，開啟了我國電池儲能產(chǎn)業(yè)先河，產(chǎn)能較過去擴大約40倍，成本降低了78%；
其聯(lián)合發(fā)電控制技術(shù)及檢測系統(tǒng)，已經(jīng)成為大規(guī)模新能源場站生產(chǎn)運行的關(guān)鍵平臺，在江蘇如東海上風(fēng)場監(jiān)控、西藏羊八井光伏電站監(jiān)控、酒嘉風(fēng)電基地得到廣泛應(yīng)用；
涵蓋規(guī)劃設(shè)計、調(diào)試驗收、運行檢修和技術(shù)監(jiān)督全過程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，已應(yīng)用于大唐新能源和魯能集團風(fēng)場，為大規(guī)模新能源精益化運行提供了強而有力的技術(shù)支撐。
令人難以想象的是，作為國家風(fēng)光儲輸示范工程的一線組織運營單位，風(fēng)光儲公司平均年齡尚不足29歲。在交流中，該公司黨委書記高峰向我們介紹說，公司堅持“接地氣”與“攀高峰”并重，把職工隊伍建設(shè)與科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新有機結(jié)合，多路徑、寬范疇強化創(chuàng)新創(chuàng)效、實訓(xùn)實踐、傳承傳播、成長成才“四大功能”，眾多年輕員工已成為行家里手，真正是“小鬼當(dāng)家”。
“下一步，我們將緊密圍繞上級部署規(guī)劃，以明確扎實的‘時間表’‘路線圖’，積極推進先進壓縮空氣、電動汽車電池梯次利用等大規(guī)模儲能系統(tǒng)建設(shè)步伐，深入做好虛擬同步發(fā)電機技術(shù)提升，為國家及世界提供并網(wǎng)安全友好、開發(fā)規(guī)范有效的新能源利用模式。”談及示范工程下一步工作，馬力和高峰意緒軒昂、信心百倍。
生逢其時、責(zé)無旁貸，初秋的冀北壩上，“風(fēng)光正好”。
