中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：自去年12月25日國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程投運(yùn)以來，冀北電力有限公司風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站有限公司總經(jīng)理閆忠平接待了很多政府領(lǐng)導(dǎo)、專家來到這里，考察工程在科技創(chuàng)新、推動(dòng)新能源發(fā)展等方面的作用。很明顯，風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程吸引人，在于它展現(xiàn)出耀眼的科技創(chuàng)新魅力。
創(chuàng)新的技術(shù)研發(fā)路徑
風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程是目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及智能輸電于一體的新能源綜合性示范項(xiàng)目，也是我國(guó)“金太陽(yáng)示范工程”首個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，由國(guó)家電網(wǎng)公司投資建設(shè)，冀北電力有限公司所屬風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站有限公司負(fù)責(zé)運(yùn)維。“它的目標(biāo)是通過科技手段，讓‘不聽話的孩子’風(fēng)電、光伏電等，變得像‘聽話的孩子’火電一樣穩(wěn)定可控，以便于大規(guī)模高效利用。”閆忠平說。
這是一道世界級(jí)難題，國(guó)內(nèi)外的科技人員開展了不同的嘗試，卻始終沒有形成一條公認(rèn)的行之有效的路徑。示范工程的科研團(tuán)隊(duì)從2009年開始進(jìn)行研究，最終于2010年11月確定風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)路線——“風(fēng)光互補(bǔ)、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”。
風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合優(yōu)化的技術(shù)路線屬世界首創(chuàng)，沒有先例可循。為了實(shí)現(xiàn)它，國(guó)家相關(guān)部委給予大力支持：由國(guó)家電網(wǎng)公司研究確立的7大課題全部被列入國(guó)家科技支撐計(jì)劃，其中兩項(xiàng)被列入國(guó)家863計(jì)劃。國(guó)家電網(wǎng)公司也對(duì)此給予高度重視：組建以中國(guó)電力科學(xué)研究院、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院等單位在內(nèi)的科研團(tuán)隊(duì)，開展聯(lián)合攻關(guān)。
2011年12月中旬，示范工程進(jìn)入系統(tǒng)聯(lián)調(diào)階段，標(biāo)志著包括聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)在內(nèi)的一系列成果研發(fā)成功，風(fēng)光儲(chǔ)輸技術(shù)路線從理論轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
在示范工程基地控制中心，有一個(gè)顏色鮮艷的屏幕界面，紅、綠、藍(lán)、黃、橙五條曲線呈現(xiàn)在主界面上。工作人員解釋說，藍(lán)色代表風(fēng)電出力，黃色代表光伏發(fā)電出力，橙色代表儲(chǔ)能電量變化。從屏幕可以看到，波動(dòng)較大的藍(lán)、黃曲線，與橙色曲線互補(bǔ)后，變得平滑。綠色代表電站實(shí)際發(fā)電出力，正圍繞著紅色的發(fā)電計(jì)劃曲線小幅波動(dòng)。這就是聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)工作時(shí)所呈現(xiàn)的一幅畫面。
工程總工程師雷為民說：“風(fēng)電、光伏發(fā)電出力足夠時(shí)，可將多余的發(fā)電出力儲(chǔ)存到電池中；一旦風(fēng)光出力不夠時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)就可以放出電量。而這一切，是通過這一控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。它是整個(gè)風(fēng)光儲(chǔ)電站的‘大腦’，可改善風(fēng)電、光伏出力的波動(dòng)性和間歇性，使之安全穩(wěn)定地并入電網(wǎng)運(yùn)行?！?
聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)是風(fēng)光儲(chǔ)輸技術(shù)路線的核心成果之一，而類似的成果還有很多。資料顯示，通過工程建設(shè)，科研人員共實(shí)現(xiàn)二十余項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新，申請(qǐng)專利數(shù)量56項(xiàng)（發(fā)明專利39項(xiàng)），發(fā)表論文61篇（國(guó)際論文29篇），申請(qǐng)軟件注冊(cè)權(quán)1項(xiàng)；獲得《新能源聯(lián)合發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行控制標(biāo)準(zhǔn)》《大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等重大知識(shí)產(chǎn)權(quán)，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電互補(bǔ)機(jī)制及系統(tǒng)集成、高精度風(fēng)光一體化發(fā)電功率預(yù)測(cè)技術(shù)、電池儲(chǔ)能裝置大容量化及儲(chǔ)能系統(tǒng)電站化集成等核心技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。
“這些成就，大大提升了我國(guó)在新能源領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)選型和發(fā)展路線等方面的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)?！崩诪槊裨u(píng)價(jià)說。
創(chuàng)新以安全質(zhì)量為基礎(chǔ)
科技創(chuàng)新工作并不是獨(dú)立進(jìn)行的。工程建設(shè)過程中，建設(shè)單位還考慮到另一個(gè)重要問題：示范工程的安全質(zhì)量基礎(chǔ)——風(fēng)電機(jī)組、光伏太陽(yáng)能電池板以及儲(chǔ)能設(shè)備，應(yīng)該如何選型，確立怎樣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)？
“每一個(gè)元件的質(zhì)量都是有要求的?！崩诪槊裾f，無論是風(fēng)機(jī)、太陽(yáng)能光伏組件還是儲(chǔ)能設(shè)備的儲(chǔ)能單元，都有相應(yīng)的涉網(wǎng)要求，而且這些要求往往高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。譬如，示范工程要求風(fēng)機(jī)不僅要滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的“低電壓穿越”功能，還要具備“高電壓穿越”功能。對(duì)于產(chǎn)品的使用年限和利用效率，在采購(gòu)時(shí)也作出了具體規(guī)定。
對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)格控制，保障了示范工程的建設(shè)質(zhì)量，確保了科技創(chuàng)新的順利開展。據(jù)工程基地工作人員回憶，今年5月，河北張家口地區(qū)某工廠接入新的電容器，導(dǎo)致當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)電壓迅速升高，最高值達(dá)到風(fēng)機(jī)額定最高電壓的1.2倍。電壓的大幅波動(dòng)很容易造成風(fēng)機(jī)切機(jī)，更何況電壓波動(dòng)幅度如此之大。但是，由于示范工程在采購(gòu)風(fēng)機(jī)時(shí)，要求具備至少1.2倍的高電壓穿越能力，示范工程的元件產(chǎn)品最終化險(xiǎn)為夷。
在保證產(chǎn)品質(zhì)量要求的同時(shí)，國(guó)家電網(wǎng)公司還考慮到另一個(gè)問題：產(chǎn)品采購(gòu)的覆蓋面應(yīng)該多大？工程實(shí)際建設(shè)給出的答案是，盡可能多地采購(gòu)不同企業(yè)的不同類型產(chǎn)品，讓示范工程成為我國(guó)新能源發(fā)電領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和試驗(yàn)示范平臺(tái)。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在示范工程中，風(fēng)機(jī)類型涵蓋5種，包括2000千瓦雙饋?zhàn)兯傩惋L(fēng)機(jī)、2500千瓦永磁直驅(qū)型風(fēng)機(jī)、3000千瓦永磁直驅(qū)型風(fēng)機(jī)、1000千瓦垂直軸風(fēng)機(jī)以及5000千瓦大容量風(fēng)機(jī)；光伏太陽(yáng)能電池板組件包括多晶硅、單晶硅、非晶薄膜、背接觸式、高倍聚光5種類型，按照最佳傾角固定式、平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤、雙軸跟蹤等多種形式布置；儲(chǔ)能裝備則采用磷酸鐵鋰電池、鋰電池、液流電池，鈉硫電池等類型。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，設(shè)備物資采購(gòu)涉及金風(fēng)科技、許繼、無錫尚德等46家新能源領(lǐng)域裝備制造企業(yè)。
“這個(gè)基地可以說是風(fēng)電、光伏發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備的大薈萃，匯集了這三類能源利用方式中各類工業(yè)化路線的裝置，幾乎涵蓋了當(dāng)前風(fēng)電、光伏發(fā)電和儲(chǔ)能領(lǐng)域的所有主流技術(shù)發(fā)展方向?！憋L(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站有限公司生產(chǎn)技術(shù)部主任劉漢民說。
這么做是有用意的。它意味著，無論未來哪種技術(shù)路線的產(chǎn)品脫穎而出，示范工程都能夠積累足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而方便我國(guó)新能源大規(guī)模友好接入電網(wǎng)。同時(shí)，這也能夠?yàn)橐院笄f千瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)提供技術(shù)鋪墊。
很多到示范工程考察的領(lǐng)導(dǎo)、專家都評(píng)價(jià)說，示范工程瞄準(zhǔn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿，著力破解大規(guī)模新能源并網(wǎng)瓶頸，責(zé)任重大，意義深遠(yuǎn)。這是對(duì)國(guó)家電網(wǎng)公司在示范工程建設(shè)中取得的成就的肯定，必將進(jìn)一步堅(jiān)定公司通過科技創(chuàng)新破解新能源發(fā)展難題的信念。
