張北草原深處，風(fēng)光“捕手”們正張開懷抱——巨大的風(fēng)機(jī)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，一排排光伏板整齊劃一。

這里的風(fēng)與光轉(zhuǎn)化成澎湃綠電，經(jīng)鐵塔銀線抵達(dá)千家萬戶，將“張北的風(fēng)點(diǎn)亮北京的燈”變成了現(xiàn)實(shí)，曾經(jīng)助力北京冬奧會(huì)場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)史上首次100%清潔能源供電。

(資料圖片)

風(fēng)電、光伏發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性的特征。源源不斷的綠色電能如何互補(bǔ)調(diào)節(jié)、并網(wǎng)消納？

2021年，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案，將張家口作為新型電力系統(tǒng)地區(qū)級(jí)示范區(qū)。在示范區(qū)內(nèi)的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程用一組“公式”——“風(fēng)光互補(bǔ)+儲(chǔ)能+調(diào)相機(jī)”給出了有力的答案。

張北新能源資源稟賦優(yōu)越。張北所在的張家口地區(qū)是我國(guó)華北地區(qū)風(fēng)能和太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，風(fēng)能資源可開發(fā)量4000萬千瓦以上，太陽能發(fā)電可開發(fā)量3000萬千瓦以上。

風(fēng)、光具有波動(dòng)性和隨機(jī)性。白天有日照，光伏板源源不斷地把光能轉(zhuǎn)化為電能；夜晚風(fēng)大，風(fēng)機(jī)發(fā)出更多電能。

時(shí)間上的交替，為風(fēng)光互補(bǔ)打下基礎(chǔ)。每到傍晚，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程的控制中心可視化界面就會(huì)顯示：光伏發(fā)電曲線下行，風(fēng)力發(fā)電曲線上升。風(fēng)光實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，輸出波動(dòng)減小。但考慮到云層遮蔽、風(fēng)力減小等因素的影響，風(fēng)電、光伏發(fā)電作為“源頭活水”，要更穩(wěn)定地進(jìn)入電網(wǎng)，仍然需要更多助力。

這時(shí)候，儲(chǔ)能出現(xiàn)了。儲(chǔ)能——作為“公式”中的要素，在新能源的“可控受控”中發(fā)揮重要作用。

“儲(chǔ)能設(shè)備就是存儲(chǔ)電能的設(shè)備，響應(yīng)速度快。它能夠配合風(fēng)、光電源在源端讓新能源發(fā)電出力可控受控?！奔奖睆埣铱陲L(fēng)光儲(chǔ)輸新能源有限公司儲(chǔ)能專責(zé)史學(xué)偉介紹，“我們?cè)趪?guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程中研究?jī)?chǔ)能與風(fēng)、光電源的聯(lián)合運(yùn)行技術(shù)。”

該工程規(guī)劃建設(shè)70兆瓦儲(chǔ)能項(xiàng)目。其中，一期建設(shè)20兆瓦，著重于儲(chǔ)能在新能源場(chǎng)站級(jí)的應(yīng)用。

在一期項(xiàng)目應(yīng)用成果的基礎(chǔ)上，二期項(xiàng)目穩(wěn)步推進(jìn)——目前已建設(shè)33兆瓦儲(chǔ)能容量，著重研究不同儲(chǔ)能方式的應(yīng)用成效。圍繞新型能源體系建設(shè)，各式新型儲(chǔ)能技術(shù)正在這里開展著實(shí)證實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用落地。

國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程對(duì)風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)開展聯(lián)合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合、光儲(chǔ)聯(lián)合和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合等7種發(fā)電運(yùn)行“組合拳”的自動(dòng)組態(tài)、智能優(yōu)化和平滑切換，實(shí)現(xiàn)了新能源的友好接入和源網(wǎng)協(xié)調(diào)。

值得一提的是，“通過電化學(xué)儲(chǔ)能模擬火電的同步發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性，讓新能源電站具備火電發(fā)電機(jī)組‘紀(jì)律性強(qiáng)’的性能，能夠主動(dòng)支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行?！笔穼W(xué)偉介紹。

2017年12月27日以來，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程已經(jīng)建成全球首個(gè)具備虛擬同步機(jī)功能的新能源電站。目前，示范工程實(shí)現(xiàn)對(duì)多種類型電池的統(tǒng)一監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)平滑出力、跟蹤計(jì)劃、削峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻四大功能，使風(fēng)電、光伏發(fā)電的出力特性達(dá)到或接近常規(guī)電源。

在儲(chǔ)能之外，“新能源+調(diào)相機(jī)”的應(yīng)用，也是符合公式的一個(gè)巧妙“加法”。

在示范工程的一座廠房?jī)?nèi)，“大塊頭”的機(jī)器發(fā)出轟鳴聲，兩臺(tái)50兆乏的調(diào)相機(jī)正在運(yùn)行。

“調(diào)相機(jī)可提高新能源場(chǎng)站的抗故障能力，有效解決新能源送出問題。”冀北張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸新能源有限公司監(jiān)控運(yùn)行中心員工劉宏勇介紹道。

在電網(wǎng)中，由電源供給負(fù)載的電功率分為有功功率和無功功率。如果把有功功率比作船只前行的動(dòng)力，那么無功功率就相當(dāng)于水的浮力。一艘船如果想要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就要同時(shí)具有動(dòng)力和浮力。調(diào)相機(jī)就相當(dāng)于在為電網(wǎng)運(yùn)行提供浮力。

在電源側(cè)，調(diào)相機(jī)就相當(dāng)于新能源送出的“穩(wěn)壓器”，為新能源并網(wǎng)提供支撐。

2022年12月7日，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程2×50兆乏調(diào)相機(jī)完成“倒送電”里程碑節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，12月29日實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)調(diào)試。

“項(xiàng)目的建成投運(yùn)，不僅可以為示范電站提供足夠的短路容量支撐，而且在服務(wù)張雄特高壓穩(wěn)定運(yùn)行方面也具有顯著的作用?！奔奖睆埣铱陲L(fēng)光儲(chǔ)輸新能源有限公司生產(chǎn)技術(shù)部趙洲說。

“風(fēng)光互補(bǔ)+儲(chǔ)能+調(diào)相機(jī)”模式是破解大規(guī)?？稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)技術(shù)難題的具體實(shí)踐，也是助力打造傳統(tǒng)電網(wǎng)向新型電力系統(tǒng)和能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)的縮影。

在國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范基地，包括調(diào)相機(jī)在內(nèi)的多種技術(shù)調(diào)節(jié)手段讓新能源變得越來越可靠。如今，這一示范工程已成為我國(guó)新能源發(fā)展領(lǐng)域的一張國(guó)家級(jí)“金名片”，也正創(chuàng)造著更大、更多、更好的試驗(yàn)示范價(jià)值。

今年1月，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程發(fā)電量同比增長(zhǎng)54.66%。今年第一季度，該示范工程發(fā)電量達(dá)到3.92億千瓦時(shí)。

又是一年好風(fēng)光，京畿大地的綠電持續(xù)給人們帶來更多期待。陣陣夏風(fēng)帶著新綠向北吹去，清潔電能沿著銀線一路南下。

擁抱未來，新的征程已經(jīng)開啟。

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