中国储能网讯:来到张北,望向远处辽阔的草原,星罗棋布的风机迎风转动,一排排光伏板熠熠生辉。
“张北的风,点亮北京的灯”。你还记得吗?
这里的风电与光伏发电,曾助力北京冬奥会场馆实现奥运史上首次100%清洁能源供电。
这里是位于河北省张家口市张北县的国家风光储输示范工程。它是全球规模最大、综合利用水平最高的风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电“四位一体”的新能源综合示范项目。
该项目采用了世界首创的“风光储输联合发电”技术,破解了新能源大规模集中并网的世界性难题。这项工程的开创性实践,已成为全球新能源发展的“风向标”,是中国面向世界的又一张闪亮名片。
国家风光储输示范工程,为何能有如此斐然的成绩?我们来到这里寻找答案。
首创工程实现七种发电模式自由切换
“示范工程是从2009年年底开始建设的。那会儿国内的新能源装备、技术和管理模式都不完善,很多发展问题亟待探究解决。”冀北风光储输公司党建部副主任梁立新说。
当时,这个工程汇集了全国最前沿的科研力量和资源。在张北,从科研理论到工程应用,他们攻克多个难关,创造性提出了风光储输联合发电的技术路线,并成功通过试验,为新能源大规模集中并网发电找到了解决方案。
“当时我们是在没有任何工程实例可参考的情况下,靠自己摸索出了一套世界首创的技术模式。从它试验成功的那一刻起,就开始发挥巨大的试验示范作用。”谈及国家风光储输示范工程,梁立新言语中透露着骄傲。
2011年12月,国家风光储输示范工程第一期投产。该项目实现了风储联合、光储联合、风光储联合等七种发电运行方式的自动组态、智能优化和平滑切换,使风光储输出的电力可控、可调,建立了完整的风光储联合发电核心技术体系。这为国内新能源发展提供了一个“全能范本”。
“风光储输联合发电”的技术路线为何在当时具有这么大的突破性?这还要从绿电的源头说起——
“硬核方案”稳稳“拿捏”波动的绿电
张北县是我国华北风能和太阳能资源最丰富的地区之一,被称为“风的故乡,光的海洋”。风和光又恰恰是一对“好搭档”——白天日照强烈,光能充足;夜晚往往风更大,风能充沛。“风光互补”的发电模式是张北与生俱来的优势所在。风和光的配合虽好,却也有一些难题——它们时强时弱、时有时无,“靠天吃饭”。这种波动性和间歇性会给电网带来巨大的安全挑战。如何将风电、光伏发电大规模集中并网应用一度成为了世界性难题。
为此,“风光储输联合发电”技术应运而生。这套技术集风力发电、光伏发电、化学储能及智能输电“四位一体”,直击新能源发电的瓶颈。其中,储能扮演着关键的角色。
“储能就是将多余的电量储存起来,以备不时之需。当风力大、光照强,负荷侧用电需求比较平稳时,储能电池就将风力光伏发电富余的部分储存起来备用;当风力弱、光照弱,负荷侧用电需求剧增时,电池就释放电能送电。电池随时待命,一旦有需要,便即刻启动。”冀北风光储输公司设备检修中心储能技术中级师杨俊丰向记者介绍道。
储能电池响应快速、控制精准,具备支撑电网、调节峰谷差的重要作用。它能在风光发电和大电网间形成一个“缓冲带”,用杨俊丰的话来说,有了风光储的联合发力,风和光就被稳稳“拿捏”住了!
“应用大规模多类型储能技术的,我们是全国第一家。在这之前,它只存在于实验室里,没有任何实践经验可借鉴,我们当时是‘摸着石头过河’的。”杨俊丰回忆道。
2015年,国家风光储输示范工程投产的第四年,他来到这里工作。当时,大规模多类型储能技术的研发还面临着很多挑战,比如如何进行大规模的集成,如何对整个系统进行协调控制等等。从无到有,从不断试错到成熟运转,近十年来,这里的很多工作者都和杨俊丰一样,是和储能技术一起成长起来的。
技术方案迭代 “安全卫士”护航
2022年,随着一个新成员的加入,一套全新的“新能源+储能+调相机”技术方案横空出世,为示范工程注入了新的生命力。这个新成员就是调相机。
一艘轮船想要平稳前行,除了要有动力,还要有浮力。如果把新能源并网发电比作行驶中的轮船,调相机就为轮船提供了充足又稳定的浮力,让它能够安全平稳地行驶。
“调相机相当于一个‘稳压器’。它最重要的作用就是提升场站的短路容量。当区域电网发生较大的电压波动时,调相机可以迅速响应、主动支撑,把电压拉回到一个正常的水平,提升区域电网的稳定性。”冀北风光储输公司运行监控中心值长宋振宇告诉记者。有了调相机,风光储输的技术模式就如同有了一个“安全卫士”,再也不用担心电压不稳带来的安全隐患了。
“新能源+储能+调相机”的模式,让源源不断的绿电随时“供得上、稳得住”,进一步保障了新能源发电的安全、稳定和高效。从建成之初至今,国家风光储输示范工程已走过13个年头,累计输出安全、稳定、绿色的电能超过115亿千瓦时。
多国宾朋到来 工程“示范”世界
国家风光储输示范工程的开拓性实践,是我国新能源发展中的一个里程碑,也向世界贡献了中国智慧。
近年来,示范工程基地已接待北京奥组委、欧盟驻华代表团等国内外各界人士、各方来宾超过6.5万人,美国、俄罗斯、巴西、智利等国家的技术团体也曾到此参观访问,共同探讨绿电的发展与未来。
作为全国科普教育基地,示范工程还承担着普及新能源电力科学知识、传播绿色发展理念和提升全民科学素质的责任。目前,工程正在向“新型电力系统科技创新示范”发力,致力于实现更大的试验示范价值。
未来,“张北的风”将带着国家风光储输示范工程创造的更多先进经验,吹向世界更多的角落。