作為世界上首個(gè)集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和智能輸電于一體的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，不只是一個(gè)能發(fā)電的電站，更是要為未來(lái)新能源的發(fā)展尋找方向。
河北省張北縣大河鄉(xiāng)小東梁上的后碾盤(pán)村，村民在村口聊著天，幾公里外的坡地上，有一排排像風(fēng)扇一樣的龐然大物，高達(dá)近百米，迎風(fēng)揮舞幾十米長(zhǎng)的巨臂。這曾讓他們感到不可思議的機(jī)器，就是用來(lái)風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)機(jī)。
“冬季白毛風(fēng)，春秋大黃風(fēng)。”這里不但風(fēng)能充足，光照也優(yōu)越，再加上與北京的便利交通，塞外草原于是變成了國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程選中的“風(fēng)光”寶地，源源不斷輸出電流，點(diǎn)亮千家萬(wàn)戶(hù)，工程每年實(shí)際減少27萬(wàn)噸二氧化碳排放。
不管“風(fēng)光變幻”電流波瀾不驚
張北冬春日照短、風(fēng)力大，夏秋日照充足、風(fēng)力弱；白天日照強(qiáng)、風(fēng)速小，夜晚無(wú)日照、風(fēng)速大。風(fēng)能與太陽(yáng)能正好有著極強(qiáng)的互補(bǔ)性。
8月27日，示范工程的控制中心，生產(chǎn)技術(shù)部工程師劉志豪面前的顯示屏，清楚地顯示風(fēng)、光、儲(chǔ)、輸運(yùn)行狀態(tài)，他只需要及時(shí)控制調(diào)整：高壓線(xiàn)塔代表的智能電網(wǎng)，能過(guò)根根導(dǎo)線(xiàn)，與環(huán)繞四周的風(fēng)機(jī)、光伏電池板和儲(chǔ)能電池相連接，導(dǎo)線(xiàn)上的滾動(dòng)箭頭的方向，表明了電力輸送和存儲(chǔ)。
上午11時(shí)，外面風(fēng)力忽大忽小，捉摸不定，劉志豪啟動(dòng)儲(chǔ)能。屏幕上，連接著“電池”的4條儲(chǔ)能線(xiàn)路，顯示滾動(dòng)箭頭，表示向電網(wǎng)輸電。原本隨風(fēng)強(qiáng)烈波動(dòng)的發(fā)電曲線(xiàn)，在儲(chǔ)能啟動(dòng)后，像是被剃掉了“毛刺”，趨于直線(xiàn)。
下午3時(shí)，風(fēng)云突變。天色瞬間變得陰沉，狂風(fēng)呼嘯而至，原本一直穩(wěn)定的光伏太陽(yáng)能發(fā)電量趨于歸零，風(fēng)力發(fā)電量卻突然躥高，此時(shí)，儲(chǔ)能電池輸送電量的箭頭掉頭變成了接收箭頭，儲(chǔ)存多余的風(fēng)力電量。
“風(fēng)小發(fā)出的電能不夠，太陽(yáng)能就會(huì)頂上來(lái)，如果風(fēng)太大，多出的電量再讓儲(chǔ)能吸收。”電流在劉志豪的操控下，根據(jù)調(diào)度指令靈活游走于風(fēng)機(jī)、光伏、儲(chǔ)能及電站之間，劉志豪說(shuō)，無(wú)論戶(hù)外“風(fēng)光”如何變化，從電站發(fā)出的電流，始終呈現(xiàn)近乎直線(xiàn)的狀態(tài)，向電網(wǎng)平穩(wěn)送電。
【工作者說(shuō)】
在劉志豪看來(lái)，控制中心就是提供意志，其余的都由系統(tǒng)來(lái)完成。“就像父母陪著孩子學(xué)習(xí)，孩子本身很聽(tīng)話(huà)學(xué)習(xí)又好，就不需要父母操什么心，安靜陪著就好。”
但去年剛來(lái)電站時(shí)，他遠(yuǎn)沒(méi)有如此“安逸”，系統(tǒng)和設(shè)備也不像現(xiàn)在這樣“聽(tīng)話(huà)”。“最擔(dān)心遇到突發(fā)的情況。”劉志豪記得，有一次剛安裝的光伏板發(fā)出很大的噪音，這讓他們都很緊張，擔(dān)心設(shè)備本身出現(xiàn)問(wèn)題，如果盲目進(jìn)行重啟，會(huì)引發(fā)難以控制的事故。從下午4時(shí)到凌晨，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)判斷和分析，確認(rèn)噪音來(lái)自新設(shè)備磨合時(shí)引起的震動(dòng)，故障排除后，劉志豪的雙腳已經(jīng)凍得沒(méi)有知覺(jué)。
近30萬(wàn)節(jié)電池打造最大儲(chǔ)能電站
在平衡風(fēng)電和太陽(yáng)能電的環(huán)節(jié)中，最重要的就是儲(chǔ)能電站了。和充電電池的原理一樣，儲(chǔ)能電站的作用就在于：發(fā)電量多的時(shí)候，把多余的電儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)發(fā)電量不足的時(shí)候，就釋放電能補(bǔ)充，從而保證對(duì)外輸電的平穩(wěn)。
每個(gè)儲(chǔ)能電站車(chē)間就像一間圖書(shū)館，里頭擺放著90個(gè)“書(shū)柜”，每個(gè)“書(shū)柜”里，整齊碼放著一個(gè)個(gè)黑閘子，這是由數(shù)量不等的電池組成的“模塊”。儲(chǔ)能電站負(fù)責(zé)人牛虎打開(kāi)柜子旁的一個(gè)觸摸屏，電池儲(chǔ)電量一目了然。
這個(gè)世界上最大的多類(lèi)型化學(xué)儲(chǔ)能電站，共計(jì)有1402個(gè)這樣的電池柜，和來(lái)自四個(gè)廠家的27.5萬(wàn)節(jié)單體鋰電池。95兆瓦的電池總?cè)萘?，相?dāng)于5000輛純電動(dòng)轎車(chē)或600塊純電動(dòng)巴士的電池總量。
“光是安裝就是海量工作，10多斤的單體電池，很多都是一塊一塊背進(jìn)去的。”?；⒄f(shuō)。數(shù)十萬(wàn)節(jié)電池，并非隨意安裝，而是按照每節(jié)電池相應(yīng)的編號(hào)，放到固定的位置。“如果說(shuō)一個(gè)蘿卜一個(gè)坑，那我這里的蘿卜足足裝幾十輛卡車(chē)。”
【工作者說(shuō)】
作為目前世界上規(guī)模最大的多類(lèi)型化學(xué)儲(chǔ)能電站的負(fù)責(zé)人，?；⒂X(jué)得，自己更像是一個(gè)“監(jiān)理員”，時(shí)刻關(guān)注各種類(lèi)型電池的特性和運(yùn)行效果。
“在日常生活中，如果新舊電池混用，新電池性能會(huì)受影響，很容易損壞，儲(chǔ)能電站也是如此。”?；⒄f(shuō)。27.5萬(wàn)節(jié)電池，包括電量、電壓、溫度等，瞬時(shí)就能產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)，每個(gè)雙向交流設(shè)備、串組、模塊的情況要不斷通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，此時(shí)電站又像是一個(gè)“監(jiān)理員”，監(jiān)控各個(gè)“包工頭”的工作情況。
“鋰電池大規(guī)模應(yīng)用目前還是空白，可能會(huì)出現(xiàn)什么樣的故障，都無(wú)案可查。”儲(chǔ)能電站一直運(yùn)行平穩(wěn)，但?；⒂X(jué)得自己在走一條不平坦的路，盡管如此，他還是看好道路另一端的遠(yuǎn)景。
為什么是張北縣
地處風(fēng)口：位于冀北高原的北端，當(dāng)?shù)厣儆?、風(fēng)大，遠(yuǎn)離縣城較高處平均風(fēng)速可達(dá)6～8m/s。在一些山梁、風(fēng)口風(fēng)速更大。
光照充足：年平均日照時(shí)數(shù)近3000小時(shí)，具有日照時(shí)間長(zhǎng)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、空氣純凈透明、無(wú)污染等特點(diǎn)，是河北省太陽(yáng)能總輻射量最高區(qū)域之一。
緊鄰北京：縣城距北京225公里，全程高速，路況良好交通便利。
兩種巨型風(fēng)機(jī)
水平軸風(fēng)機(jī)：國(guó)內(nèi)并網(wǎng)單機(jī)容量最大風(fēng)機(jī)，有兩種型號(hào)，2兆瓦和3兆瓦。后者高度近30層樓，通過(guò)電機(jī)設(shè)計(jì)，運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)需齒輪。缺點(diǎn)：受風(fēng)向制約。
垂直軸風(fēng)機(jī)：完全不受風(fēng)向制約，可利用各種方向的風(fēng)能。它與常規(guī)葉片如同螺旋槳的風(fēng)機(jī)不同，有8片垂直的葉片，每片重約1噸，撐開(kāi)如同一頂巨型大傘。
三種光伏電板
固定姿勢(shì)：光伏板追尋陽(yáng)光的方式各不相同，有些光伏板根據(jù)所處的緯度，固定一個(gè)最佳的“姿勢(shì)”。
逐日而動(dòng)：有些光伏板背后有一根莖，它會(huì)托著板隨太陽(yáng)而移動(dòng)，猶如一株向日葵。
自我感知：有些光伏板更智能，光伏板的表面如同人的皮膚，自身可以感知太陽(yáng)的光向。
