今年7月31日,在國際奧委會第128次全會上,北京攜手張家口獲得2022年冬奧會舉辦權。
此前不久,國家發改委正式印發《河北省張家口市可再生能源示范區發展規劃》。該規劃提出,張家口區域可再生能源消費量占終端能源消費總量比例,力爭從2014年的7%提升至2020年的30%。而坐落于此的國家風光儲輸示范工程將為此打下堅實基礎。
該示范工程占地4500畝,固定投資近100億元,擁有177臺風機、幾十種規模化光伏組件以及近30萬節的儲能電池,由國家電網公司下屬的國網冀北電力有限公司負責建設運營。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》強調,要“推動低碳循環發展。推進能源革命,加快能源技術創新,建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系”。在這方面,國家電網風光儲輸示范工程走在了前面。
目前,國外尚無風光儲聯合發電的嘗試。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》的說明中提出,落實創新驅動發展戰略,必須把重要領域的科技創新擺在更加突出的地位,實施一批關系國家全局和長遠的重大科技項目。國家電網公司發揮示范工程在新能源設備需求及技術發展趨勢上具有的比較優勢及輻射能力,組織吸納國內主流風電機組、光伏技術和儲能、電工裝備廠家參與,設備綜合國產化率大于99%,取得多項完全具有自主知識產權的原創性成果和核心技術。其中風光儲聯合發電互補機制及系統集成、風光儲聯合發電監控、大規模多類型電池儲能電站集成及調控技術已達國際領先水平。
有人稱該示范工程為“中國新能源的‘夢工廠’”。它有“三個最大、一個首創”:國內最大的源網友好型風電場、國內最大的功率調節性光伏電站、世界上最大的多類型化學儲能電站;首創風光儲輸聯合發電控制和調度模式。
自2011年11月25日國家風光儲輸示范工程一期工程竣工投產以來,該工程已經安全運行近4年。年發電量突破3.2億千瓦時。截至2014年5月底,累計節約標準煤24萬噸、減排二氧化碳45萬噸。該示范工程一期風機年平均可利用率達到98.75%,一期光伏年平均可利用率達到97.72%,電站調度運行任務完成率達到100%。
早在2012年,我國風電裝機容量就超過美國,升至全球榜首。截至今年2月底,中國并網風電裝機容量首次突破1億千瓦,達到10004萬千瓦。
但風電和光伏是間歇性新能源,如果要實現規模化,仍面臨一些技術難題。其中最大的難題是,因風光新能源具有隨機性、波動性、間歇性等特征,難以有效預測、調度和控制,因此儲能就是一個必須攻克的難題。
國家電網風光儲輸示范工程有效地攻克了技術難關。該項目儲能有功響應速度60MW/min,控制精度0.1MW,在無功模式下,SVG響應速度均為毫秒級,可以快速補償風電、光伏出力間歇性導致的母線電壓波動及瞬動。儲能電站響應速度達到686KVar/s,對儲能電站進行有功吞吐導致的電壓波動可以進行快速補償。
儲能電站具備24小時不間斷參與聯合發電的條件,并能在“平滑波動”和“削峰填谷”運行模式間靈活切換,捉摸不定的“風”和日出夜隱的“光”被乖乖馴服。
另外,風光儲電站一般地處偏遠,一旦外部電網發生故障,將對電站內正常安全生產和日常生活造成極大影響。因此,黑啟動就成為風光儲電站必須具備的能力。
所謂黑啟動,是指電站在失去外部電網供電的情況下,通過內部自啟動能力的部件向其他發電單元送電,最終實現電站自啟動。
早在去年,示范工程就首次在全球范圍內實現風光儲聯合發電站黑啟動。這意味著在失去外部電網供電的情況下,電站可通過內部自啟動能力,保持電網正常運行。
除儲能技術及黑啟動外,國家電網風光儲輸示范工程碩果累累:牽頭編寫國家標準4項,發布國家電網公司企業標準6項;國家科技支撐計劃7大課題全部通過國家科技部正式驗收;兩項國家863科技項目進入現場試驗測試階段;直驅、雙饋類型風機高電壓穿越改造實現重大突破,機型、倍數均為國內首臺首次。
其中永磁直驅5兆瓦大風機創造多項行業之“最”,成為示范引領的“新亮點”。冀北壩上地區,是我國7個千萬千瓦級風電基地之一,由于風機高電壓承受能力不足已多次造成脫網事故,給電網的安全穩定運行帶來極大隱患。項目團隊以《風電機組高電壓穿越技術研究及應用》課題為主攻方向,在直驅風機2.5MW機組高電壓穿越改造項目中,成功跨越1.3倍機端額定電壓下不脫網運行200毫秒時限,完成對直驅風機的改造。
截至目前,示范工程共申請專利108項,發表論文103篇,,申請軟件注冊權7項,研究成果已被推廣應用于甘肅敦煌及青海都蘭等項目建設。“大容量風光儲聯合發電關鍵技術研究及示范應用”課題高票通過中國電機工程協會組織的專家評審,榮獲國家電網公司科技進步特等獎。
今年5月,全國人大常委會原副委員長、中國科學院原院長路甬祥院士,率“發展分布式可再生能源應用和智能微網咨詢研究”課題組一行赴張北調研。他高度肯定了國家電網公司在新能源并網領域所做的工作,并表示,國家電網公司在促進新能源發展中做了實事,國家風光儲輸示范工程是中國的、世界的,也是現代的、未來的。
幾年來運行的實踐證明,示范工程已成功構建起目前世界上規模最大的集風電、光伏發電、儲能及智能輸電四位一體的新能源智能穩定接納系統。隨著“一帶一路”戰略的深入推進,再加上綠色奧運的開展,中國的風光儲輸項目,不僅有條件成為國內了解新能源發展方向的窗口,還基本具備了配合國家總體外交政策,實施新能源技術“走出去”的可能性,或將成為中國創造的又一張“金名片”。
責任編輯: 李穎