初秋時(shí)節(jié)，萬物競秀。張北草原碧波萬頃，塞罕壩林海蒼翠連綿，錦繡中華，處處美景。


近期，以“推動能源轉(zhuǎn)型建設(shè)美麗中國”為主題的中央媒體走進(jìn)新型電力系統(tǒng)一線活動舉辦。此次活動由中國行業(yè)報(bào)協(xié)會主辦、英大傳媒投資集團(tuán)有限公司承辦，走進(jìn)國家電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)一線，深入了解國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口可再生能源示范區(qū)能源大數(shù)據(jù)中心、國家風(fēng)光儲輸示范工程、張北柔直工程、國網(wǎng)新源豐寧抽水蓄能電站、承德塞罕壩機(jī)械林場供電所等國家電網(wǎng)建設(shè)、新型電力系統(tǒng)的進(jìn)展和成就，感受我國新能源的蓬勃發(fā)展。


首創(chuàng)風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電


河北張家口，被譽(yù)為“風(fēng)的故鄉(xiāng)、光的海洋”，這里是國家規(guī)劃的大型可再生能源基地。



國家風(fēng)光儲輸示范基地光伏板


“舞者”般的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)展現(xiàn)出優(yōu)美的姿態(tài)，“衛(wèi)士”般的光伏板整齊排列，在陽光照耀下熠熠生輝。位于張家口張北縣的國家風(fēng)光儲輸示范工程，采用世界首創(chuàng)的“風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電”技術(shù)路線，以“風(fēng)光互補(bǔ)、儲能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”為攻堅(jiān)目標(biāo)，建設(shè)風(fēng)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，通過張雄特高壓送出。目前，風(fēng)電、光伏已完成全部既定建設(shè)任務(wù)，剩余儲能已經(jīng)納入國網(wǎng)公司2023年重點(diǎn)任務(wù)，正在積極推進(jìn)。


國網(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲輸新能源有限公司黨委黨建部副主任梁立新介紹，國家風(fēng)光儲輸示范工程是世界上規(guī)模最大、集風(fēng)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(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電先進(jìn)性和創(chuàng)新性的綜合性示范工程。


梁立新說：“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%降低至小于5%，同時(shí)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%?！?/span>


在示范工程電站控制中心，風(fēng)光儲輸四位一體的操作系統(tǒng)直觀地呈現(xiàn)在眼前。顯示屏上，不同顏色的曲線清楚地顯示著風(fēng)、光、儲、輸?shù)倪\(yùn)行狀態(tài)，工作人員只需要及時(shí)控制調(diào)整便可?！斑@里是整個風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的大腦，對整個風(fēng)光儲輸系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)自動有功率調(diào)節(jié)和自動電壓調(diào)節(jié)功能，自動進(jìn)行發(fā)電計(jì)劃編制、下達(dá)、執(zhí)行，成為網(wǎng)源友好、協(xié)調(diào)發(fā)電的中樞。我們還會根據(jù)調(diào)度指令靈活調(diào)節(jié)，無論風(fēng)力光照如何波動，從電站發(fā)出的電流，都會始終保持向電網(wǎng)平穩(wěn)送電?！毕嚓P(guān)工作人員說。


基于風(fēng)光儲輸示范基地資源，國網(wǎng)冀北電力圍繞新型電力系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)前瞻性研究、技術(shù)驗(yàn)證、裝備檢測等方面，開展新型電力系統(tǒng)“中試基地”建設(shè)。國網(wǎng)冀北電力利用現(xiàn)有母線、風(fēng)機(jī)、光伏、儲能、可控負(fù)載、同步電源初步建立真實(shí)的高比例孤網(wǎng)試驗(yàn)平臺，可模擬不同新能源占比的真實(shí)電網(wǎng)環(huán)境。目前，該平臺已具備黑啟動、電網(wǎng)典型事故復(fù)現(xiàn)、新能源裝備并網(wǎng)性能檢測能力。此外，國家風(fēng)光儲輸示范基地是全國首個實(shí)現(xiàn)“新能源＋儲能＋調(diào)相機(jī)”模式的新能源場站。據(jù)介紹，調(diào)相機(jī)具有電壓響應(yīng)特性好、過載能力強(qiáng)、具備慣量支撐等特點(diǎn)。


“它是新能源電網(wǎng)的‘穩(wěn)壓器’，能夠讓電網(wǎng)抵御更多的電流波動，使電網(wǎng)電壓更穩(wěn)定。”梁立新說，2023年至今，張雄特高壓、御道口工程送端德潤風(fēng)電場、騰源智途風(fēng)電場、京能織女泉風(fēng)電場、華潤筆架山風(fēng)電場4座場站7臺總?cè)萘?萬千乏分布式調(diào)相機(jī)陸續(xù)投產(chǎn)，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。



御道口500千伏變電站


據(jù)了解，位于河北省承德市圍場縣御道口牧場內(nèi)的御道口500千伏變電站的投運(yùn)，大幅提高了清潔能源的輸送容量和供電可靠性，為華北地區(qū)綠色能源的快速發(fā)展發(fā)揮了重要作用。


國網(wǎng)冀北超高壓公司黨委書記、副總經(jīng)理王粦表示：“截至目前，御道口區(qū)域匯集新能源場站22座，新能源總裝機(jī)3168兆瓦，其中風(fēng)電場16座、總裝機(jī)2668兆瓦，光伏電站6座、總裝機(jī)500兆瓦。御道口區(qū)域新能源場站通過500千伏御道口站，經(jīng)500千伏金御雙回線路，并入冀北電網(wǎng)500千伏主網(wǎng)架?！?/span>


能源生產(chǎn)和消費(fèi)新模式


風(fēng)光出張北，綠電送京畿。中都換流站位于張北縣壩上草原，是張北柔直工程的兩個重要送端換流站之一。張北柔直工程是助力北京冬奧場館100%清潔能源供電的重要電力工程，在世界舞臺上全面展示了中國“能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命”的新模式。


張北柔直工程是世界首個四端環(huán)形柔性直流電網(wǎng)，具備12項(xiàng)“世界第一”，能夠有效解決張北可再生能源送出與消納問題，促進(jìn)大型能源基地集約化開發(fā)和清潔能源高效利用，提升京津冀北地區(qū)清潔能源外送和接納能力。據(jù)介紹，該工程還取得首次突破柔性直流組網(wǎng)技術(shù)、首次將柔性直流的輸電容量提升至常規(guī)直流水平、首次將柔性直流的可靠性提升至常規(guī)直流水平的三大突破。


“柔直工程以系統(tǒng)性、創(chuàng)新性思維攻關(guān)實(shí)踐，提出可再生能源遠(yuǎn)距離、大功率輸送的根本性解決方案。該工程是搶占電網(wǎng)技術(shù)制高點(diǎn)的創(chuàng)新工程，每年可向北京輸送140億千瓦時(shí)的清潔電力，相當(dāng)于北京年用電量的十分之一，每年減排二氧化碳1280萬噸，為服務(wù)國家大氣污染防治行動計(jì)劃、打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)冬奧場館100%清潔能源供電提供有力支撐。”國網(wǎng)冀北超高壓公司直流檢修二班中級工李濤表示。


數(shù)字孿生技術(shù)可以提升變電站的智能化水平和運(yùn)行效率，使電網(wǎng)更加安全、可靠、高效。據(jù)介紹，中都換流站利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了柔性直流換流站設(shè)備數(shù)字化建模技術(shù)，智能規(guī)劃及優(yōu)化設(shè)計(jì)、多維時(shí)空數(shù)據(jù)柔直設(shè)備數(shù)字模型融合分析以及基于可視化數(shù)字孿生柔直電站設(shè)備綜合狀態(tài)評估與主動預(yù)警技術(shù)。項(xiàng)目成功落地后，可使兩會保電期間巡檢工作中高重復(fù)低技術(shù)含量的工作比重降低50%，運(yùn)維成本大幅降低。柔直關(guān)鍵設(shè)備智能風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用，可將各類潛伏性故障“扼殺在搖籃中”，有效避免換流閥、直流斷路器等核心設(shè)備的非計(jì)劃性停電，降低約70%設(shè)備故障率。


作為數(shù)字換流站技術(shù)的重要補(bǔ)充，國網(wǎng)冀北電力不斷推動閥廳無人巡檢技術(shù)落地，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)分析與智能技術(shù)手段的結(jié)合，扎實(shí)推動換流站數(shù)字化轉(zhuǎn)型。


承德輸電全景智慧指揮中心


實(shí)時(shí)監(jiān)控，打造全時(shí)段“太空”防護(hù)模式。通過圖像在線監(jiān)測、衛(wèi)星監(jiān)測等全景感知技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)了輸電通道的全覆蓋。自主作業(yè)，推行全視角“天網(wǎng)”立體巡檢。采取人工示教、激光點(diǎn)云變航線雙技術(shù)路線同時(shí)推進(jìn)的方式，進(jìn)行自主巡檢拍照。


“2022年完成無人機(jī)巡視11208基，發(fā)現(xiàn)缺陷1212處，微應(yīng)用上傳巡檢照片164842張。國網(wǎng)缺陷識別系統(tǒng)上傳可見光及紅外照片22028張，提供國網(wǎng)影像庫照片5580張，將巡檢效率進(jìn)一步提高。”相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。



國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站

大山里的“超級充電寶”


從張北一路往東200多公里，來到了河北豐寧滿族自治縣灤河上游。由我國自主設(shè)計(jì)建設(shè)、世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站，也是接入張北柔直電網(wǎng)的“超級充電寶”——國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站位居于此。


豐寧抽水蓄能電站運(yùn)行部負(fù)責(zé)人趙日升表示，當(dāng)電網(wǎng)的電富余時(shí)，電力驅(qū)動抽蓄機(jī)組反轉(zhuǎn)進(jìn)行抽水。在電網(wǎng)用電高峰時(shí)，高處的水流下推動抽蓄機(jī)組正轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電，每臺機(jī)組兼具抽水和發(fā)電功能，同時(shí)機(jī)組可在3分半內(nèi)由停機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)闈M負(fù)荷發(fā)電。


進(jìn)入到地下廠房中，可以看到地面上排列著12個圓形的白色罩子，外形似平頂?shù)拿晒虐Ｚw日升介紹：“這些就是機(jī)組機(jī)罩，眼前看到的并不是它的全貌，整個機(jī)組設(shè)備還要向下延伸，地下還有三層。”目前，10臺機(jī)組已經(jīng)投入運(yùn)營，電站接入張北柔直電網(wǎng)，供電京津冀地區(qū)，蓄能發(fā)電接受華北電網(wǎng)的調(diào)度。


“在豐寧抽水蓄能電站，所有的定速機(jī)組全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，只有兩臺變速機(jī)組是進(jìn)口的，這在國內(nèi)也是首次應(yīng)用?！壁w日升介紹，隨著國家政策的調(diào)整，越來越多的企業(yè)加入到抽蓄行業(yè)中來。目前，全國抽水蓄能電站正在多點(diǎn)開花，放眼世界，我國的單個抽水蓄能電站裝機(jī)容量以及全國裝機(jī)總量均位居首位。


“豐寧電站建成后節(jié)能減排效益顯著，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤48.08萬噸，減少二氧化碳排放120萬噸，是助力藍(lán)天碧水凈土保衛(wèi)戰(zhàn)的新實(shí)踐?！壁w日升說。


當(dāng)前，我國正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，對調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。據(jù)了解，國家電網(wǎng)公司加快抽水蓄能電站建設(shè)，力爭2025年、2030年公司經(jīng)營區(qū)抽水蓄能裝機(jī)分別達(dá)到5000萬千瓦、1億千瓦。


當(dāng)前我國正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，對調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。抽水蓄能具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備用和黑啟動等多種功能，是當(dāng)前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具備大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源，可充當(dāng)大電網(wǎng)安全運(yùn)行的穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器，以及支撐新能源大發(fā)展的“充電寶”。

簡單歸結(jié)，無限的風(fēng)電光伏發(fā)電雖然是可再生能源，但其瞬間特性和不穩(wěn)定特點(diǎn)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)，抽蓄電站恰恰可以發(fā)揮穩(wěn)定調(diào)節(jié)的作用。我國可再生能源基地和能源負(fù)荷中心逆向分布，需要更大、更穩(wěn)的輸送通道，正好可以發(fā)揮柔性直流輸電、特高壓輸電的優(yōu)勢。


這些豐富的能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐，早已顛覆傳統(tǒng)電力結(jié)構(gòu)，不斷爭創(chuàng)新型電力系統(tǒng)。

來源： 中國工業(yè)報(bào)、 中國經(jīng)濟(jì)時(shí)報(bào)

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