张北,地处河北省北部坝头,背靠内蒙古,面临京津,雄踞要冲,扼南北交通之咽喉,自古是兵家必争之地。如今,这里是风电的王国。多个风电产业项目在这里落户,1000多台风机直立于天地之间,4000多平方公里的土地上已经没有地方再安装新风机了。
蓝天白云,大风起兮,叶轮飞转。驱车翻过一道道山冈,视野里忽然出现一片白色的“大风车”,叶片有大有小,悠然地旋转着。这里是张北百万千瓦级风电基地,虽然距离国家风光储输示范电站还有一段路程,但这些风机与路边山坡上的牛群、稻草人、铁塔和输电线路相映成趣,已显示出张北风电基地的勃勃生机。
继续向前走,车子从一个岔路口开进一条几米宽的沥青马路,走不多远,只见道路两旁整齐排列着蓝宝石般的光伏太阳能板,同行的人说这条路叫“风光路”,通向国家风光储输示范电站。
进入电站,登上主控楼的露天平台,向北望去,大片的光伏板尽收眼底,在东边和南边,成片的风机挥舞着巨臂。国网新源张家口风光储示范电站有限公司的梁立新告诉记者,这便是世界上最大的、将风和光变成电的“实验田”了。
“这里是寻找新能源大规模并网解决路径的地方。”梁立新说,国家风光储输示范工程创造了风光储输联合发电运行模式,属于世界首创。目前,一期工程已成功实现风、光、储不同配比下的7种发电运行方式。
示范电站控制中心是工程的“控制中枢”,拥有联合发电智能全景优化控制系统,它由国家电网公司自主研发,综合了调控、智能优化风电、光伏电站及储能电站系统,将变幻无常的风光资源变成优质可靠的绿色电能,输入电网。
迎面半墙高的大屏幕上,蓝、黄、橙、红、绿五条曲线交错呈现,示范电站生产技术部风电专责朱斯介绍,这五条曲线分别代表风电、光伏、储能出力,以及发电计划与实际发电出力。
“以上午10点17分为例,在这个时间点上,拥有27.3万块电池的储能电站根据全站出力曲线的要求,结合当前风、光出力情况及功率预测数据,启动了电池快速响应,平滑了蓝色、黄色曲线(风、光出力)的"毛刺",使得绿色曲线(实际发电出力)变得平滑,围绕红色曲线(发电计划)小幅波动。”朱斯解释道,风光储联合发电的模式改善了新能源的随机性、波动性和反调峰等状况,能将“想来就来、想走就走”的新能源所发电力“调教”成像常规电源一样的“乖孩子”,便于大规模高效利用。
创新基因引领
新能源效益凸显
在控制台的中央,记者看到一个调度记录本,上面有风电场、光伏电站、储能电站的运行情况以及每天几个固定时间点的运行数据,风速、瞬时功率、瞬时电量等标记得很清楚。“只有持之以恒的运行维护,才能体现出工程的示范价值。实际运营数据也将对未来具有借鉴意义。”风光储示范电站有限公司总经理高明杰介绍说,运行一年半以来,示范电站累计输出优质绿色电能超过4.7亿度。
效益并不仅仅体现在电量上,工程饱含的智能元素和创新基因,引领了新能源综合利用的方向。
首次提出适用于三北地区的风、光、储最佳配比方法;首次实现27万多块多种类电池集中接入,每一块电池都具备实时响应电网调度的能力,整体响应时间接近1秒,并在平滑出力、跟踪计划、削峰填谷、调频等方面发挥作用,建成了国内首个智能化电网友好型风电场,将不同厂家、不同技术路线的所有风机组合成一个整体,让风机由说“地域方言”改说“普通话”;研发了高精度风光一体化发电功率预测技术,实现每15分钟滚动预报未来4小时风、光发电功率;产出优质的科技成果与技术标准,先进的新能源装备得以展示,在数据积累和技术路线比对中,取得第一手资料……
梁立新说,工程一年半的示范运行,让难预测、难控制、难调度的风和光,变成了可预测、可控制、可调度的电能。“不仅如此,电站还出技术、出标准、出人才,称得上是新能源大规模并网的成功示范。”
【建设者说】
我的工作“围着风机转”
朱斯是示范电站风电场的一名技术专责。2010年毕业的他,眼看着巨大的风机一台台竖起,三年时间里,风机不停转,他的工作也一直围着风机转,维护风机的正常运转,做低电压穿越检测等技改项目,参与二期风电场基础建设。
他将风电比作“任性的孩子”:“需要发电时,它可能一下子"跑"开了。不需要那么多时,它却刮得起劲。”外部破坏因素更让人头痛。“下午4点天还是晴的,4点半雷就往下打,打到1700米高山头的风机上,还可能损坏叶片,我们就必须去风场排查故障,这是普通巡检的一项内容。”朱斯说。
但普通巡检也并不普通,上山维护风机要开车走二三十公里,一个坑没看到,车可能就窜歪了,为此,朱斯和同事们特意在山路上设置了专业指示标牌。
朱斯还专注于风电场的技术改造,他说:“目前风场的风机都具备低电压穿越能力,但高电压脱网事故也不容忽视,我们正在做相关技术标准,并申请了课题。”
除此之外,他和同事们还组织厂家、电科院(300215,股吧)所进行课题攻关,为行标、国标等标准制定提供支持。
10月中旬,示范电站二期张尚风电场将迎来新的施工队伍,朱斯说,到那时“大翅膀”就更要数不清了。
【数据】
一年半来,示范电站累计输出优质绿色电能超过4.7亿度,风电场、光伏电站清洁发展机制项目全部取得联合国批准,并开始碳减排监测。参照国际通用模式,相当于减少燃烧1080.2万升汽油、或者59.1万桶原油、或者13.3万吨标准煤、或者1.4万立方米天然气所产生的二氧化碳,同时相当于栽下653万棵树木。