已經(jīng)連續(xù)舉辦5屆的張北音樂節(jié)，讓河北省張家口市張北縣名聲大噪。每年7月，各地樂迷都齊聚張北，當(dāng)?shù)?/span>酒店人滿為患。
除了熱鬧的音樂節(jié)，坐落于張北的國家電網(wǎng)風(fēng)光儲輸示范工程，也逐漸被人們熟知。這個致力于破解大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)難題的國家級示范性工程，正逐漸成為張北的新名片。
落戶張北事出有因
8月中旬的北京，暑熱未消，但距離京城200公里左右的張北卻已涼氣逼人。
沿京藏高速驅(qū)車北上，路上除了運(yùn)貨的卡車，就是前往張北草原避暑的人們。逐漸闖入人們眼簾的風(fēng)車，提示了大家已經(jīng)進(jìn)入張北地區(qū)。藍(lán)天白云下，一座座挺拔的風(fēng)機(jī)，一排排耀眼的太陽能光伏電池板——這里便是國家電網(wǎng)風(fēng)光儲輸示范電站。
登上國家風(fēng)光儲輸示范電站四層主樓樓頂，一陣陣涼風(fēng)襲來。電站綜合服務(wù)處副主任梁立新指著遠(yuǎn)處的風(fēng)機(jī)和光伏電池板，向中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報記者介紹起這塊“新能源試驗(yàn)田”的前世今生。
2009年4月29日，科技部、財(cái)政部、國家能源局在國家電網(wǎng)公司召開了“金太陽工程”協(xié)調(diào)會。會議確定，由國家電網(wǎng)公司牽頭，規(guī)劃建設(shè)1～2個100兆瓦級標(biāo)志性示范項(xiàng)目，探索解決風(fēng)電和光電的并網(wǎng)問題。國家風(fēng)光儲輸示范電站工程由此啟動。
工程落戶張北，則緣于張北這片土地的獨(dú)特資源稟賦。“壩上一場風(fēng)，從春刮到冬”是這里最真實(shí)的寫照。這里距北京只有2小時車程，是河北省日照條件最好的縣之一，年平均日照時數(shù)2897.8小時，全年活動積溫2448℃，年平均7級以上大風(fēng)日數(shù)30天左右。
近年來，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速崛起，張北因?yàn)榱己玫娘L(fēng)能和陽光吸引了大批新能源開發(fā)商。以張北為重點(diǎn)的冀北地區(qū)，不僅成為國家批復(fù)的首批千萬千瓦級風(fēng)電基地之一，同時還涌現(xiàn)出一大批太陽能光伏電站。
但另一方面，由于當(dāng)?shù)厝丝谏?，?jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較弱，用電量有限，大量的風(fēng)電和光伏發(fā)電必須通過高電壓、遠(yuǎn)距離輸送至京津唐電網(wǎng)負(fù)荷中心消納。而風(fēng)電和光伏發(fā)電因天氣變化等原因，出力忽大忽小，時有時無，在沒有足夠數(shù)量的其他電源匹配調(diào)峰的情況下，并網(wǎng)時往往會導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行不穩(wěn)定。這也是當(dāng)前一些地區(qū)“棄風(fēng)”與“棄光”現(xiàn)象嚴(yán)重的原因之一。
“種種因素的匯集，使張北成為最具備新能源開發(fā)利用特征的地區(qū)，在破解電網(wǎng)接納大規(guī)模新能源技術(shù)難題上具有典型性和代表性。”梁立新告訴記者，“正因如此，國家風(fēng)光儲輸示范工程最終選址和落戶張北。”
示范效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)
進(jìn)入光伏電站東區(qū)，猶如進(jìn)入了一片蔚藍(lán)色的海洋。5個藍(lán)色的高倍聚光電池向日葵一般，同時朝著太陽的方向。
“光伏電站總裝機(jī)容量4萬千瓦，分為示范區(qū)和試驗(yàn)區(qū)，區(qū)域面積近1800畝，是國家‘金太陽’工程中建設(shè)規(guī)模最大的大型并網(wǎng)光伏電站。其中，光伏電站東區(qū)為試驗(yàn)區(qū)，裝機(jī)容量1.2萬千瓦。目前國內(nèi)所有類型的光伏板都能在試驗(yàn)區(qū)找到，包括多晶硅、單晶硅、非晶薄膜、背接觸式光伏組件和高倍聚光電池，跟蹤布置方式涵蓋最佳傾角固定式、平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤和雙軸跟蹤。”電站光伏負(fù)責(zé)人張改利告訴中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報記者。
張改利說，多樣化的太陽能電池、逆變器和跟蹤方式將實(shí)現(xiàn)多模式的運(yùn)行數(shù)據(jù)的比對，可分析驗(yàn)證不同類型太陽能電池、逆變器和跟蹤方式的運(yùn)行效率，積累寶貴的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可為國家推動太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可信賴的數(shù)據(jù)支撐。
在電站控制中心的中央大屏幕上，記者可以直觀地看到，波動較大的藍(lán)色曲線(代表風(fēng)電出力)和黃色曲線(代表光伏發(fā)電出力)，經(jīng)橙色曲線(代表儲能即蓄電池電量變化)“填平補(bǔ)齊”后，變成了平滑的綠色曲線(代表電站實(shí)際發(fā)電出力)。
電站風(fēng)機(jī)專門負(fù)責(zé)人朱斯告訴中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報記者，“這里是整個風(fēng)光儲電站的‘大腦’，當(dāng)風(fēng)電、光伏發(fā)電出力足夠時，可將多余的發(fā)電出力儲存到電池中;一旦風(fēng)光出力不夠時，儲能系統(tǒng)就可以放出電量。而這一切，是通過聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。它可改善風(fēng)電、光伏出力的波動性和間歇性，使之安全穩(wěn)定地并入電網(wǎng)運(yùn)行。”
中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報記者在采訪中了解到，目前影響新能源大規(guī)模并網(wǎng)的三大技術(shù)瓶頸主要有：一是調(diào)峰問題，需建設(shè)大量的備用容量和調(diào)峰電源。二是電力安全問題，風(fēng)電和光電出力多變和瞬間沖擊，影響電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定性。三是電能質(zhì)量問題，風(fēng)電和光電大規(guī)模并網(wǎng)常常會引起電壓水平降低，風(fēng)機(jī)中的電子設(shè)備會帶來諧波污染，影響電能質(zhì)量。
“風(fēng)光儲輸聯(lián)合優(yōu)化的技術(shù)路線屬世界首創(chuàng)，沒有先例可循。我們做的每一件事情都是世界首創(chuàng)。”在電站控制中心，梁立新告訴記者，電站二期工程還將一如既往地致力于解決以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的新能源大規(guī)模集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用。
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