中國儲能網(wǎng)訊：截至10月底，冀北地區(qū)集中式風(fēng)電、光伏裝機(jī)5914.6萬千瓦，新能源占統(tǒng)調(diào)裝機(jī)占比達(dá)78.4%、占區(qū)域總裝機(jī)67.5%，占比居全國省級電網(wǎng)首位。
冀北清潔能源基地地處河北北部，是我國“十四五”規(guī)劃的九大清潔能源基地之一。在冀北清潔能源基地，冀北公司圍繞中國式現(xiàn)代化建設(shè)河北篇章和國家電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展布局，圍繞源網(wǎng)荷儲數(shù)全環(huán)節(jié)發(fā)力，全面推進(jìn)冀北新型電力系統(tǒng)全域綜合示范行動，加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)，以冀北新型電力系統(tǒng)建設(shè)“樣板間”的一域之光，為推進(jìn)中國式現(xiàn)代化貢獻(xiàn)力量。
新能源并網(wǎng)取得突破性成果
11月12日，中國電子企業(yè)協(xié)會公布了2024年能源電子（終端應(yīng)用）典型案例征集活動評選結(jié)果，電科院一項技術(shù)成果“基于大數(shù)據(jù)的新能源精益化運(yùn)行與管控”成功入選典型案例。該成果可助力電網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)對新能源運(yùn)行的準(zhǔn)確感知和精準(zhǔn)管控，支撐新能源場站的精益運(yùn)維和增功提效，為區(qū)域新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級提供技術(shù)支撐。
“風(fēng)的故鄉(xiāng)、光的海洋”，地處河北省西北部、內(nèi)蒙古高原南緣，張北地區(qū)風(fēng)能年均利用小時數(shù)2400小時以上，太陽年均日照時數(shù)2897小時。大好“風(fēng)光”蘊(yùn)含著無限能量，國家風(fēng)光儲輸示范工程就坐落在這里。
國家風(fēng)光儲輸示范工程是目前世界上規(guī)模最大、綜合利用水平最高的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、智能輸電于一體的新能源綜合示范項目。
走進(jìn)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。這里被稱作整個風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的大腦，對風(fēng)光儲輸系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)。“風(fēng)光儲輸‘四位一體’聯(lián)合發(fā)電控制和調(diào)度模式使新能源發(fā)電出力10分鐘平均波動率由30%降至小于5%，同時研發(fā)國內(nèi)首個多尺度、全天候、高精度風(fēng)光聯(lián)合功率預(yù)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光聯(lián)合功率預(yù)測偏差小于10%?！眹W(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲輸新能源有限公司黨委黨建部主任梁立新說，工程的投產(chǎn)為解決新能源大規(guī)模集中開發(fā)難以控制、難以調(diào)度的世界性難題貢獻(xiàn)了“中國智慧”。
為進(jìn)一步確保新能源可靠發(fā)出、可靠并網(wǎng)、可靠送出，冀北公司推動“新能源+調(diào)相機(jī)”模式落地。2022年12月14日，冀北地區(qū)首臺新能源分布式調(diào)相機(jī)在承德塞罕壩轎頂山風(fēng)電場正式投入運(yùn)行。2022年12月27日，國家風(fēng)光儲輸示范基地首臺調(diào)相機(jī)組實(shí)現(xiàn)一次并網(wǎng)成功，標(biāo)志著該電站已在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)“新能源+儲能+調(diào)相機(jī)”模式落地。
分布式調(diào)相機(jī)具有系統(tǒng)簡單、集成度高、調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)，既能發(fā)揮系統(tǒng)動態(tài)無功儲備的作用，又能為新能源場站提供暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)全過程電壓支撐，可有效解決新能源匯集地區(qū)電壓支撐能力不足的問題，助力提升新能源安全運(yùn)行和消納水平，被稱為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的“壓艙石”“穩(wěn)定器”。
在冀北公司的推動下，截至目前，張家口、承德等地區(qū)的新能源場站已投運(yùn)28臺分布式調(diào)相機(jī)，總?cè)萘?8萬千乏，提升新能源送出能力154萬千瓦。冀北電網(wǎng)已建成國內(nèi)規(guī)模最大的新能源匯集系統(tǒng)分布式調(diào)相機(jī)群，成為國內(nèi)運(yùn)行分布式調(diào)相機(jī)規(guī)格最全、臺數(shù)最多的省級電網(wǎng)。
點(diǎn)亮京津冀萬家燈火
9月10日，冀北公司建設(shè)的張家口壩上500千伏變電站及擴(kuò)建工程投產(chǎn)。壩上新建及擴(kuò)建工程能夠滿足5850兆瓦新能源接入需求，將進(jìn)一步提升張家口地區(qū)可再生能源的消納比例。冀北電網(wǎng)又新增一條新能源外送大通道。
作為華北電網(wǎng)“西電東送”“北電南供”的重要樞紐，冀北電網(wǎng)特高壓、交直流、柔性輸電等各種電網(wǎng)技術(shù)和形態(tài)齊備，已經(jīng)建成張北到雄安1000千伏特高壓交流輸變電工程、±500千伏張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程及多個500千伏交流輸電通道，將綠色電力源源不斷送到京津冀地區(qū)。
通過張雄特高壓來自張北的清潔能源，持續(xù)不斷地輸往雄安新區(qū)，提供著綠色的電能。該工程是連接雄安新區(qū)的首條輸送清潔能源的特高壓輸電通道，起于張家口特高壓變電站，止于保定特高壓變電站，2020年8月建成投產(chǎn)。截至目前，張雄特高壓累計輸送綠電超667億千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒2334萬噸，減少二氧化碳排放6098萬噸。
“張北的風(fēng)點(diǎn)亮北京的燈”，在北京2022年冬奧會期間廣為傳頌，講的就是冀北公司建設(shè)運(yùn)維的世界首個柔性直流電網(wǎng)工程——張北柔直工程的故事。張北柔直工程采用我國原創(chuàng)、世界領(lǐng)先的柔性直流輸電技術(shù)，將張北新能源基地、承德豐寧儲能基地等新能源基地與北京負(fù)荷中心相連，讓張家口壩上隨機(jī)波動的風(fēng)電、光伏等清潔能源轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定可靠的電能，源源不斷送往京津冀，保障北京冬奧會場館在奧運(yùn)史上首次實(shí)現(xiàn)100%綠電供應(yīng)。
張北柔直工程2020年6月29日正式投運(yùn)。投運(yùn)以來，冀北公司針對柔直電網(wǎng)技術(shù)的特殊性，探索應(yīng)用先進(jìn)的“構(gòu)網(wǎng)型開環(huán)控制策略”，有效平抑新能源出力隨機(jī)波動給柔直電網(wǎng)帶來的影響，減少系統(tǒng)運(yùn)行故障發(fā)生率，大幅提高柔直電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和靈活性，提升綠電輸送能力30%以上，工程實(shí)現(xiàn)450萬千瓦滿功率運(yùn)行。截至目前，張北柔直工程已經(jīng)累計向京津冀地區(qū)輸送綠電突破300億千瓦時，達(dá)341億千瓦時，約等于930余萬戶家庭一年的用電量。
冀北清潔能源基地內(nèi)，多項重點(diǎn)工程正在加速建設(shè)。張北至勝利1000千伏輸變電工程冀北段已竣工，計劃10月底投運(yùn)。大同至天津南1000千伏輸變電工程大同到懷來段已經(jīng)獲得核準(zhǔn)。牌樓輸變電工程、康保主變擴(kuò)建工程等4項500千伏工程年底前投運(yùn)。
截至目前，冀北電網(wǎng)已形成了以京津冀北1000千伏特高壓大環(huán)網(wǎng)為支撐，西部多層級、多通道、多落點(diǎn)交直流電網(wǎng)深度融合的清潔能源外送格局，東部“三橫四縱”500千伏堅強(qiáng)受端主網(wǎng)架。
服務(wù)綠色低碳能源消費(fèi)
截至9月26日，冀北清潔能源基地今年新能源交易電量達(dá)523.09億千瓦時，同比增長50.34％。其中，綠電交易量達(dá)260億千瓦時，同比增長近52%，綠電交易規(guī)模約占全國規(guī)模的23%，居全國首位。冀北電力用戶購買綠證達(dá)35.8萬張。184家新能源發(fā)電企業(yè)與1467家用戶側(cè)主體通過冀北電力交易平臺達(dá)成綠電交易。
將冀北地區(qū)豐富的清潔能源輸送到千家萬戶，冀北公司在建設(shè)運(yùn)維有形電網(wǎng)的同時，還打造了一張無形的網(wǎng)，通過冀北電力交易中心，建設(shè)全面放開的綠色電力市場，推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、新能源高質(zhì)量發(fā)展。
協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的大規(guī)模綠電市場連續(xù)運(yùn)營體系，是服務(wù)供給側(cè)大規(guī)模新能源入市、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模市場化消納并傳遞綠色環(huán)境價值的市場建設(shè)實(shí)踐，也是引導(dǎo)新能源電力從被動保障收購轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Ρ９┖褪袌龈偁幍闹匾α?，在?gòu)建新型電力系統(tǒng)的探索實(shí)踐中具有示范效應(yīng)。
近年來，冀北公司加快構(gòu)建適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場機(jī)制，系統(tǒng)設(shè)計大規(guī)模綠電入市、交易組織、結(jié)算認(rèn)證全鏈條業(yè)務(wù)機(jī)制，在“年度+月度+月內(nèi)”常態(tài)化運(yùn)營的基礎(chǔ)上，積極向交易周期更短（周交易）和更長（多年期交易）雙向延伸，實(shí)現(xiàn)交易周期全覆蓋。以綠電洽談會推動市場用戶與新能源發(fā)電企業(yè)簽訂多年期綠電協(xié)議，并在全國率先啟動了月內(nèi)綠電合同回購交易，提供可溯源的調(diào)偏手段，為用戶購買綠電提供公平的交易機(jī)會和暢通的交易渠道。
綠電交易讓用電含“綠”量增加，虛擬電廠則讓用電更經(jīng)濟(jì)。虛擬電廠是依托負(fù)荷聚合商、售電公司等機(jī)構(gòu)，通過新一代信息通信、系統(tǒng)集成等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)資源的聚合、協(xié)調(diào)、優(yōu)化，形成規(guī)模化調(diào)節(jié)能力支撐電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。
近年來，冀北公司搶抓技術(shù)前沿，培育打造地方特色的多品類、多資源虛擬電廠，推動蓄熱電鍋爐供暖用戶、電動重卡充換電負(fù)荷、大工業(yè)負(fù)荷參與輔助服務(wù)市場。
冀北蓄熱式電鍋爐虛擬電廠目前聚合22戶，打包41萬千瓦負(fù)荷參與華北輔助服務(wù)市場，夜間風(fēng)力大發(fā)電高峰時段，蓄熱式電鍋爐錯峰啟動，開展填谷響應(yīng)，通過價格信號激發(fā)負(fù)荷側(cè)資源調(diào)峰潛力，在國內(nèi)率先成功實(shí)踐第三方獨(dú)立主體參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場商業(yè)模式。冀北電動重卡型虛擬電廠，相較年初，聚合規(guī)模已經(jīng)增長約5倍，調(diào)節(jié)能力從2.23萬千瓦擴(kuò)大至10.56萬千瓦。冀北大工業(yè)特色虛擬電廠推進(jìn)鋼鐵工業(yè)負(fù)荷參與華北輔助服務(wù)市場，引導(dǎo)用戶在市場時段調(diào)整軋鋼頻率來進(jìn)行響應(yīng)。
冀北公司將虛擬電廠接入冀北負(fù)荷管理中心，開展用戶市場響應(yīng)能力及有效性分析，根據(jù)實(shí)時需求靈活調(diào)整供給，為用戶享個性化服務(wù)參與電網(wǎng)平衡。同時，虛擬電廠運(yùn)營管理平臺和虛擬電廠聚合商服務(wù)平臺，更好服務(wù)虛擬電廠建設(shè)運(yùn)行。下一步，冀北公司瞄準(zhǔn)新型電力系統(tǒng)綠色低碳目標(biāo)，繼續(xù)加快虛擬電廠業(yè)務(wù)資源聚合、能力整合，推動冀北虛擬電廠集群建設(shè)上規(guī)模、出特色。
提供規(guī)模化儲能應(yīng)用整體解決方案
“試驗(yàn)設(shè)備已運(yùn)行滿114個循環(huán)，運(yùn)行狀態(tài)良好。”11月24日，在國家風(fēng)光儲輸示范工程，儲能專業(yè)人員巡視完電池老化試驗(yàn)和實(shí)證系統(tǒng)后，第一時間和同事記錄巡視結(jié)果。
國家風(fēng)光儲輸示范工程建有世界規(guī)模最大的多類型化學(xué)儲能電站，規(guī)劃建設(shè)70兆瓦儲能項目，目前已建設(shè)33兆瓦儲能容量。在這里，冀北公司規(guī)劃構(gòu)建集多類型儲能本體、儲能技術(shù)裝備、儲能電站并網(wǎng)特性測試于一體的國家級綜合性試驗(yàn)測試和技術(shù)實(shí)證平臺，夯實(shí)新型儲能性能試驗(yàn)測試與實(shí)證的核心能力。該項目已經(jīng)納入國家電網(wǎng)公司新型儲能原創(chuàng)技術(shù)策源地基礎(chǔ)設(shè)施和交叉研究平臺的建設(shè)方案。
近年來，依托儲能設(shè)備資源，冀北公司深入探索新型儲能技術(shù)，自主搭建了鋰電池?zé)崾Э卦囼?yàn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)首次磷酸鐵鋰電池簇級熱失控試驗(yàn)。同時，構(gòu)建了具有“雙高”形態(tài)的真實(shí)電網(wǎng)環(huán)境，開展多種新型儲能與風(fēng)、光新能源的聯(lián)合試驗(yàn)，復(fù)現(xiàn)國內(nèi)外典型電網(wǎng)事件，開展了新能源裝備可靠性驗(yàn)證，推動主動支撐技術(shù)示范推廣。
儲能可以針對風(fēng)、光發(fā)電的隨機(jī)性、波動性和間歇性進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、儲多時間尺度的出力互補(bǔ)，提高新能源發(fā)電的可預(yù)測性、可控制性、可調(diào)度性，使之達(dá)到或接近常規(guī)電源，解決新能源安全穩(wěn)定運(yùn)行和有效消納問題。如何讓儲能穩(wěn)定地發(fā)揮作用，便是冀北公司攻關(guān)的重點(diǎn)。
冀北公司提出新能源與儲能聯(lián)合主動支撐控制策略，實(shí)現(xiàn)儲能容量最優(yōu)配置，形成“新能源+儲能”推廣應(yīng)用新模式，為新能源電站提供科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的儲能系統(tǒng)應(yīng)用整體解決方案。同時，該公司搭建電池儲能系統(tǒng)多層級精細(xì)化仿真平臺，研究復(fù)雜運(yùn)行工況下的儲能單元充放電性能劣化規(guī)律，形成了儲能電站“單體—單元—儲能系統(tǒng)—電站”多層級精細(xì)化建模方法，為后續(xù)研究提供便利。
冀北公司不斷提升電站儲能系統(tǒng)的運(yùn)營效率，通過對大規(guī)模電池儲能電站系統(tǒng)集中接入、協(xié)調(diào)控制以及實(shí)時快速出力分配，使電池儲能電站的整體響應(yīng)時間小于900毫秒，10分鐘聯(lián)合發(fā)電波動率均小于5%，在解決風(fēng)光資源不穩(wěn)定特性，實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用中發(fā)揮出顯著作用。
冀北公司還與中電聯(lián)電力咨詢評價研究院共同成立新型儲能安全檢測與評價中心，攜手相關(guān)科研院所，進(jìn)一步深化新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用研究，促進(jìn)國家新型儲能和新能源產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
依托新型儲能安全檢測與評價中心，冀北公司聚焦建立清潔、可持續(xù)的綠色能源供應(yīng)體系，持續(xù)提升儲能調(diào)節(jié)能力，深化新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用研究，建立和完善新型儲能性能檢測和安全評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌開展儲能電池及系統(tǒng)安全檢測和評價等各項工作，同時努力培養(yǎng)更多儲能行業(yè)專業(yè)技術(shù)人才，為新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展積淀發(fā)展?jié)摿Α?
未來，冀北公司還將重點(diǎn)支持新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用和抽水蓄能電站建設(shè)，大力發(fā)展電源側(cè)儲能，積極服務(wù)用戶側(cè)儲能發(fā)展，積極推動并參與制定新型儲能規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)安裝、并網(wǎng)調(diào)試、運(yùn)行監(jiān)測等全環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。
深入推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年登高行動
“智能巡檢結(jié)束，巡視點(diǎn)位共1617個，無異常點(diǎn)位，巡視正常，聲紋監(jiān)測顯示……”11月13日，在 500千伏千松壩變電站輔助控制系統(tǒng)屏幕前，國網(wǎng)承德公司超高壓輸變電運(yùn)檢中心運(yùn)維人員季晨陽正在利用遠(yuǎn)程智能巡檢系統(tǒng)對變電站內(nèi)的重要設(shè)備進(jìn)行巡視，確保中秋節(jié)期間站內(nèi)設(shè)備可靠運(yùn)行。
數(shù)智化堅強(qiáng)電網(wǎng)是以特高壓和超高壓為骨干網(wǎng)架，以各級電網(wǎng)為有力支撐，以“大云物移智鏈”等現(xiàn)代信息技術(shù)為驅(qū)動，以數(shù)字化智能化綠色化為路徑，數(shù)智賦能賦效、電力算力融合、主配協(xié)調(diào)發(fā)展、結(jié)構(gòu)堅強(qiáng)可靠，氣候彈性強(qiáng)、安全韌性強(qiáng)、調(diào)節(jié)柔性強(qiáng)、保障能力強(qiáng)的新型電網(wǎng)。去年以來，冀北公司以實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型登高為抓手，全面推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型“十大工程”落地實(shí)施，各專業(yè)、各層級協(xié)同聯(lián)動，基本完成三年登高首年任務(wù)，數(shù)字化工作實(shí)現(xiàn)重大突破，提升業(yè)務(wù)效率和智能化水平。
在唐山，冀北公司采用集一艙多控、遠(yuǎn)程集控、網(wǎng)格布置、智能識別等功能為一體的“1+N”輸配變無人機(jī)巡檢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了曹妃甸區(qū)海島域輸電線路自主巡檢全覆蓋。據(jù)介紹。該巡檢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“一鍵巡檢”。運(yùn)維人員只需用鼠標(biāo)選擇相關(guān)巡檢任務(wù)，下發(fā)巡檢指令，系統(tǒng)就可根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及空域、氣象、環(huán)境等信息自動生成航跡規(guī)劃。無人機(jī)巡檢作業(yè)的任務(wù)下發(fā)、自主起降、智能作業(yè)、數(shù)據(jù)回傳、AI識別等環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)了自動處理、智能流轉(zhuǎn)、過程溯源，且平臺可智能識別設(shè)備缺陷并分析異常原因，經(jīng)技術(shù)人員復(fù)審后，可直接向責(zé)任班組下派工單進(jìn)行及時檢修。
在秦皇島，冀北公司打造“數(shù)字空間”的保電系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于電網(wǎng)一張圖，接入實(shí)時天氣、氣象預(yù)報、微氣象等數(shù)據(jù)，構(gòu)建防汛一張圖，按照實(shí)時天氣情況細(xì)化預(yù)警區(qū)域，分析研判受惡劣天氣影響的轄區(qū)電網(wǎng)設(shè)備，自動發(fā)送隱患處理及搶修工單，提高電網(wǎng)應(yīng)對各種極端氣候?yàn)?zāi)害的能力。
在承德，冀北公司在罕壩機(jī)械林場應(yīng)用無人機(jī)、全景攝像頭、激光雷達(dá)等設(shè)備開展輸配電線路激光建模工作。在通過無人機(jī)掃描，獲取穿越林場的27條輸配電線路的厘米級精度點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，該公司應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，搭建輸配電線路數(shù)字孿生模型。依托該模型，運(yùn)維人員能更精準(zhǔn)地分析線路運(yùn)行情況，為穿越林區(qū)、山區(qū)的線路制定差異化運(yùn)維措施。在此基礎(chǔ)上，冀北公司搭建了塞罕壩森林草原防火預(yù)警監(jiān)測平臺。該平臺可結(jié)合氣象數(shù)據(jù)及數(shù)字孿生模型的情況，預(yù)判線路所在區(qū)域的火險等級，出現(xiàn)高火險等級時平臺會向運(yùn)維人員推送告警信息。
目前，冀北公司圍繞爭創(chuàng)“兩個標(biāo)桿”工作總抓手，持續(xù)抓好數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年登高行動，深化重點(diǎn)攻關(guān)“揭榜掛帥”機(jī)制，圍繞“四服務(wù)一強(qiáng)化”推進(jìn)數(shù)字化建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)公司數(shù)字化再上新臺階。
