中國儲能網訊：8月，張北壩上草原已有涼意，一座座白色的風機迎風而動，與綠色大地相得益彰；在國家風光儲輸試驗示范工程的四層樓頂極目遠眺，連綿起伏的太陽能板匯聚成藍色“海洋”，蔚為壯觀；百萬畝林海滴翠的塞罕壩上，一眼望不到盡頭的落葉松、樟子松，蔥蔥郁郁、層層疊疊，穿行其中的“紅馬甲”分外亮眼……能源是人類文明進步的基礎和動力，攸關國計民生和國家安全，關系人類生存和發(fā)展。習近平總書記強調，“要積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和”“構建清潔低碳安全高效的能源體系，加快構建新型電力系統(tǒng)”?！半p碳”目標下，構建新型電力系統(tǒng)是建設新型能源體系的關鍵內容和重要載體，是極具挑戰(zhàn)性、開創(chuàng)性的系統(tǒng)工程。
塞外冀北，“風光”無限。冀北地區(qū)蘊藏著豐富的風能、太陽能，截至7月底，冀北新能源發(fā)電裝機容量達4087萬千瓦，占統(tǒng)調裝機容量的72.3%，居全國首位。國網冀北電力有限公司供區(qū)內有國家可再生能源示范區(qū)、國家電網有限公司新型電力系統(tǒng)示范區(qū)。國網冀北電力爭創(chuàng)新型電力系統(tǒng)示范標桿、打造能源轉型最佳實踐，是觀察新型電力系統(tǒng)建設的典型樣本。
推動綠色發(fā)展
“無限風光”送北京
8月18日9時，驅車行駛在張北縣，不時可見高大的白色風機。葉片迎風轉動，源源不斷的綠色電力輸送到電網，再從電網送入千家萬戶。
地處河北省西北部、內蒙古高原南緣，張北遼闊的地域、特殊的氣候條件，使這里擁有優(yōu)質的可再生能源資源。其中，風能、太陽能尤為豐富，適合大規(guī)模開發(fā)。
張北柔性直流電網試驗示范工程是世界上首個柔性直流電網工程，是中國原創(chuàng)、領先國際的重大技術創(chuàng)新，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。該工程顯著提升了張北地區(qū)新能源外送能力，全面提高了京津冀地區(qū)綠色電能比例，為破解新能源大規(guī)模開發(fā)和消納的世界級難題提供了“中國方案”。
“張北柔直工程擁有680萬千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。經由它，張北的‘無限風光’順利進京?！辈稍L中，國網冀北超高壓公司±500千伏中都換流站運行值長楊杰告訴記者。通過張北柔直工程，每年140億千瓦時清潔電能輸入北京地區(qū)，約占北京市年用電量的十分之一，相當于減少標準煤燃燒490萬噸、減排二氧化碳1280萬噸。
從張北一路往東200多千米，燕山深處嵌著兩座水庫。我國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站就在這里。這就是接入張北柔直電網的“超級充電寶”。長400多米、寬25米、內高50多米的廠房建于山體里面，在廠房中央，12臺抽水蓄能機組一字排開，連接地下輸水系統(tǒng)。“當電網的電富余時，電力驅動抽蓄機組反轉進行抽水，在電網用電高峰時，高處的水流下推動抽蓄機組正轉進行發(fā)電，每臺機組兼具抽水和發(fā)電功能。機組可在3分半內由停機轉變?yōu)闈M負荷發(fā)電?！眹W新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經理吳培枝說。
2022年北京冬奧會載入史冊，冬奧場館歷史性地實現(xiàn)100%綠電供應。冬奧會期間，張北柔直工程整體運行情況良好，柔性直流電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性、全套自主化核心裝備的可靠性均得到了充分驗證，在世界舞臺上全面展示了中國“能源生產和消費革命”的新模式。
在中都換流站的中央控制室，國網冀北超高壓公司直流檢修班副班長張曉飛正在操縱閥廳無人機智能巡檢系統(tǒng)控制臺，巡檢閥廳內設備的運行情況?！伴y廳設備帶電后人員將無法進入。無人機巡檢實現(xiàn)了對室內復雜結構設備的近距離無死角查驗。”他告訴記者，“這臺帶電自主飛行巡檢無人機是我們自主研發(fā)的，克服了室內障礙物阻擋、無線電信號擾動、強電磁干擾、無法使用常規(guī)高精度定位等重大技術難題。”
記者在中都換流站了解了數(shù)字孿生技術?！拔覀兩钊胪七M換流站智能運檢技術水平提升，運用全景視頻融合、多維信息呈現(xiàn)等先進技術，在數(shù)字換流站建設方面開展了大量探索和嘗試。目前，站里的攝像頭有600多個，大大節(jié)省了人力運維成本。”楊杰對記者說。
風光無限，綠潮奔涌。今年3月19日，張北柔直工程榮獲第七屆中國工業(yè)大獎。張北柔直工程以原始創(chuàng)新和關鍵核心技術突破為保障能源安全、實現(xiàn)“雙碳”目標作出貢獻。
凝聚藍色力量
打造新能源創(chuàng)新示范“夢工廠”
張家口作為國家級可再生能源示范區(qū)，綠色能源產業(yè)已經成為這里的“金名片”。隨著產業(yè)發(fā)展向更高層級邁進，如何確保“綠電”源源不斷、平穩(wěn)輸出？國家風光儲輸試驗示范工程給出了答案。
國家風光儲輸試驗示范工程是世界上規(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(xiàn)風光儲輸聯(lián)合發(fā)電先進性和創(chuàng)新性的綜合性示范工程。該工程采用世界首創(chuàng)的“風光儲輸聯(lián)合發(fā)電”技術路線，以“風光互補、儲能調節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”為攻堅目標，建設風電496兆瓦、光伏100兆瓦、儲能33兆瓦，接入張北1000千伏特高壓變電站，電力通過張北—雄安1000千伏特高壓送出。
驅車穿行在國家風光儲輸試驗示范基地，車窗外的光伏設備陣營中，包含了多種光伏技術路徑、組合方式及應用模式。它們隊列整齊，如同隨時等待接受檢閱的部隊。
“風光儲輸‘四位一體’聯(lián)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(lián)合功率預測系統(tǒng)，實現(xiàn)風光聯(lián)合功率預測偏差小于10%。”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。
走進示范基地電站控制中心，一套科技感十足的操作系統(tǒng)呈現(xiàn)在眼前。顯示屏上，不同顏色的曲線顯示著風、光、儲、輸設備的運行狀態(tài)。“這里是整個風光儲輸聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的大腦，對風光儲輸系統(tǒng)進行統(tǒng)一協(xié)調，實現(xiàn)自動有功功率調節(jié)和自動電壓調節(jié)功能，自動進行發(fā)電計劃編制、下達、執(zhí)行，成為穩(wěn)定協(xié)調的發(fā)電中樞。”梁立新告訴記者，工作人員還會根據(jù)調度指令靈活調節(jié)，無論風力、光照如何波動，從電站發(fā)出的電流會始終保持平穩(wěn)。
調相機具有電壓響應特性好、過載能力強、具備慣量支撐等特點?！八切履茉措娋W的‘穩(wěn)壓器’，能夠讓電網抵御更多的電流波動，使電網電壓更穩(wěn)定，同時能讓綠電并網量增加約10%?！眹W冀北張家口風光儲輸新能源有限公司生產技術部副主任趙洲說，國家風光儲輸示范基地是全國首個實現(xiàn)“新能源＋儲能＋調相機”模式的新能源場站。
今年以來，張雄特高壓、御道口工程送端4座風電場站7臺總容量7萬千瓦的分布式調相機陸續(xù)投產，提升張雄特高壓新能源送出能力10萬千瓦、御道口站新能源送出能力11萬千瓦。
當前，新型電力系統(tǒng)加速建設，冀北電網新能源裝機規(guī)模持續(xù)提升。電力供應形勢發(fā)生結構性轉變，對需求側負荷與電網間的協(xié)調互動提出更高要求。
冀北虛擬電廠綜合運用數(shù)字技術和智能控制技術，將用戶側分布式電源、儲能等可調資源智慧聚合成可與電網實時柔性互動的“物聯(lián)網云”電廠，讓用戶靈活響應電網調峰需求及調度指令，在夜間低谷時段多消納新能源電量，拉升低谷負荷，促進新能源電源多發(fā)、增發(fā)，實現(xiàn)了電力用戶、電網公司和發(fā)電企業(yè)多方降本共贏，與全社會共享創(chuàng)新發(fā)展成果。
基于風光儲輸示范基地資源，國網冀北電力圍繞新型電力系統(tǒng)建設的基礎前瞻性研究、技術驗證、裝備檢測等方面，開展新型電力系統(tǒng)“中試基地”建設，初步建立真實的高比例孤網試驗平臺，可模擬不同新能源占比的真實電網環(huán)境。
如今，依托風光儲輸示范基地等一批示范項目，張家口可再生能源實現(xiàn)了從“制”到“輸”、從“儲”到“用”的突破，源源不斷的綠色電能點亮為美好生活充電、為美麗中國賦能的“綠色希冀”。
傳承紅色基因
續(xù)寫塞罕壩傳奇
從空中俯瞰，一彎“深綠”像一只展開翅膀的雄鷹，扼守內蒙古渾善達克沙地南緣，成為京津冀和華北地區(qū)的風沙屏障、水源衛(wèi)士。這就是塞罕壩機械林場。
國網冀北電力聚焦塞罕壩生態(tài)文明建設，加快建設新型電力系統(tǒng)，圍繞促進能源綠色低碳發(fā)展等八大領域，建設多要素齊全、多場景合一的塞罕壩生態(tài)能源和諧共贏示范區(qū)。
車輛繞山路盤旋而上，車窗外整齊有序的樟子松、落葉松樹群交替出現(xiàn)。旋轉的風機、靜立的鐵塔、連綿的銀線與滿眼翠綠交相輝映，很難想象，這里曾“黃沙遮天日，飛鳥無棲樹”。
從一棵松到百萬畝林海，塞罕壩成為世界上最大的人工林，創(chuàng)造了高寒荒漠生態(tài)建設史上的綠色奇跡，鑄就了“牢記使命、艱苦創(chuàng)業(yè)、綠色發(fā)展”的塞罕壩精神。
艱苦創(chuàng)業(yè)，是塞罕壩人奮斗的主旋律，也是塞罕壩幾代電力人不變的傳承。
1982年，塞罕壩機械林場自籌資金，請圍場縣供電公司幫忙建設一條35千伏供電線路。那時候，林場工人用柴油機發(fā)電，每天用電時間僅有兩個小時。冬季的塞罕壩最低氣溫達到零下43攝氏度，但電力事業(yè)卻干得熱火朝天。施工隊員們晚上住“地窩子”，一天只吃兩頓飯，吃早飯時天還不亮，吃晚飯時太陽已落山。運電桿，卡車上不去，就人扛肩抬；立電桿，沒有鉆機，就用“搖把子”（自制人工挖掘機）一點點摳。
1983年7月，從新?lián)芩偷搅謭龅?5千米35千伏電力線路終于架通了。同年，壩上還建設了一座35千伏變電站，變電容量為1000千伏安，有3條10千伏出線。塞罕壩結束了“無常電”的歷史。
2014年，承德供電公司正式接管林場用電管理工作，并成立了塞罕壩機械林場供電所。
塞罕壩，像一座堅實的屏障，擋住了南侵的漫天黃沙，但也因處于北風口上，防火形勢異常嚴峻?！?個月防火，3個月防汛?！惫╇娝L于淼介紹，山火、大風、雷電、積雪等都可能引發(fā)電力線路故障。塞罕壩上的所有輸電線路都解掉了重合閘功能，就是為了避免重合閘時產生火花引發(fā)森林火災。因此，每一次線路出現(xiàn)故障跳閘，隊員們都要趕到現(xiàn)場進行人工合閘。
“就拿10千伏黃土山線和桃山湖線來說，附近是落雷密集區(qū)，高峰時，一天可能會落下幾百個雷。一旦出現(xiàn)線路跳閘，我們就要趕到現(xiàn)場。這一段20多千米的路，有800多基塔，我們要一基一基尋找故障點?！庇陧嫡f。
今年1月，220千伏塞罕壩變電站建成投運，就近接入風光資源匯集的500千伏御道口變電站，大幅提高了塞罕壩清潔能源的消納及送出能力，優(yōu)化電網結構，提高供電可靠性。
讓這里從能夠供到用上電，再到用好電，幾代電力人在塞罕壩精神的鼓舞下，一直不懈奮斗著。2011年7月，國家電網冀北電力（承德塞罕壩）共產黨員服務隊成立。他們高擎紅色旗幟，始終堅持人民電業(yè)為人民的企業(yè)宗旨，以“點亮塞罕壩 守望京畿藍”的責任情懷服務當?shù)厝罕姟?
“感謝黨員服務隊，去年我家的光伏板一共發(fā)出了7000多度電，除去自家用電，余下的賣給電網，我還掙了幾千塊錢?！庇揽卩l(xiāng)一復興地村村民鄭寶才說。“度假村離供電所很近，有任何用電方面的問題，只要一個電話，不到5分鐘他們就能過來?！比眽斡ド角f負責人說?！爸灰歉秒娤嚓P的事情，找他們都好使?！奔易∮揽谀翀龉芾韰^(qū)三分場17隊的付國峰說……這樣的事情不勝枚舉。
塞罕壩精神激勵著一代代電力人堅守在服務綠色發(fā)展、守護森林草場大美生態(tài)的最前沿，續(xù)寫塞罕壩傳奇。
傳承紅色基因、推動綠色發(fā)展、積聚藍色力量，國網冀北電力正實施冀北新型電力系統(tǒng)全域綜合示范，通過打造“十大工程”，整體性、系統(tǒng)性、創(chuàng)造性推進新型電力系統(tǒng)建設，探索省級電網一攬子解決方案，打造傳統(tǒng)電網向新型電力系統(tǒng)和能源互聯(lián)網升級的冀北樣板，爭做能源轉型最強推動者、最快先行者、最優(yōu)引領者。
