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追“風”逐“日”　張家口探索新型電力系統建設

2023-08-29 08:22:23 來源：經濟參考報

八月，廣袤無垠的張北草原已有涼意，一架架白色風機迎風轉動，一塊塊光伏板整齊排列，借助張北柔性直流電網試驗示范工程，每年將有140億千瓦時的綠電被又快又穩(wěn)地輸送到北京的千家萬戶，點亮首都燈火。

(資料圖)

這里便是張家口可再生能源示范區(qū)，也是全國首個和唯一的國家級可再生能源示范區(qū)，在過去的七年里創(chuàng)造了十三項“第一”，在大規(guī)模新能源發(fā)電和送出、多樣化可再生能源終端用能等方面走在全國前列，已具備新型電力系統諸多特征。

“張北柔直工程擁有450萬千瓦的可再生能源匯集能力，是世界首個輸送大規(guī)模風能、太陽能、抽水蓄能等多種形態(tài)能源的四端柔性直流電網，突破了柔性直流組網、容量提升與可靠性提升等三大技術難題，創(chuàng)造了12項世界第一。經由它，張北的‘無限風光’順利進京。”國網冀北超高壓公司±500千伏中都換流站運行值長楊杰介紹說。

要把綠色電力又好又穩(wěn)地輸送出去，還有一種設備功不可沒，那就是被譽為“充電寶”的抽水蓄能電站。

風電、光伏具有較強的波動性，而抽水蓄能具有調峰、填谷、調頻、調相、儲能、事故備用和黑啟動等多種功能，充當著大電網安全運行穩(wěn)定器、調節(jié)器的角色。

從張北一路往東200多千米，燕山深處、灤河上游，坐落著由中國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——國網新源河北豐寧抽水蓄能電站，并入張北柔性直流電網和華北電網。

置身長400多米、寬25米、內高50多米的地下廠房中央，一排白色圓頂形機組一字排開，連接地下輸水系統，這正是整座抽水蓄能電站的關鍵——12臺30萬千瓦可逆式水泵水輪機發(fā)電電動機組。

“當電網的電富余時，電力驅動機組反轉進行抽水，當電網用電高峰時，高處的水流下推動機組正轉進行發(fā)電，每臺機組兼具抽水和發(fā)電功能。機組可在3分半鐘內由停機轉變?yōu)闈M負荷發(fā)電。”國網新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經理吳培枝說。

當前，隨著張家口可再生能源發(fā)展向更高層級邁進，如何確保更大規(guī)模的“綠電”可控、可調？國家風光儲輸示范工程給出了答案。

“這是世界上規(guī)模最大的集風電、光伏發(fā)電、儲能及智能輸電工程‘四位一體’的新能源示范工程，是首個集中體現風光儲輸聯合發(fā)電先進性和創(chuàng)新性的綜合性示范工程。”國網冀北張家口風光儲輸新能源有限公司黨委黨建部副主任梁立新向記者介紹說。

走進國家風光儲輸試驗示范工程電站控制中心，風光儲輸四位一體的操作系統映入眼簾。這里被稱作整個風光儲輸聯合發(fā)電系統的大腦，對風光儲輸系統進行統一協調。“風光儲輸‘四位一體’聯合發(fā)電控制和調度模式使新能源發(fā)電出力10分鐘平均波動率由30%降低至小于5%，同時研發(fā)國內首個多尺度、全天候、高精度風光聯合功率預測系統，實現風光聯合功率預測偏差小于10%。”梁立新說，這一項目的投產為解決新能源大規(guī)模集中開發(fā)難以控制、難以調度的世界性難題貢獻了“中國智慧”。

除了大規(guī)模新能源發(fā)電和送出，張家口還探索多樣化可再生能源終端用能：全國第一條氫燃料電池發(fā)動機半自動化生產、全國第一個開展綠電市場化交易、全國第一個制定氫能產業(yè)安全監(jiān)管等項目審批和支持政策、國內第一個風電制氫示范項目、氫燃料電池公交車商業(yè)化運行數量全國第一……

依托這一批批項目，張家口可再生能源實現從“制”到“輸”、從“儲”到“用”的突破，對探索新型電力系統建設、實現“雙碳”目標具有重要的示范意義。

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