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    壩上風光無限好

    2017年08月17日 18:48


    作為世界上第一個集風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電于一體的新能源綜合示范工程,位于河北省張家口市的國家風光儲輸示范工程,以其顯著的規模效益和“四位一體”的能源建設示范效應,讓昔日“風吹白草天無際,曬著太陽牧牛羊”的塞上高原變身為新能源領域展示國家形象的一張靚麗名片。


    建立風光儲一體化技術標準體系,目前已發布國標13項、行標21項。


    取得專利授權87項,獲中國工業大獎、全國五一勞動獎狀、國家優質投資項目特別獎、中國電力行業科技進步一等獎、國家電網公司科技進步特等獎。


    研發風光儲聯合發電監控系統自動發電控制等7套軟件,并申請軟件著作權;已發表論文102篇,其中SCI、EI等國內外期刊上收錄50篇;編寫了風光儲聯合發電系統優化配比技術研究等15本技術報告。


    8月8日,初秋的北京暑氣未消。清晨,記者驅車沿八達嶺高速一路北上,來到距離北京200余公里的張北壩上草原。天藍欲滴,碧草如翠,遼闊的草原迎來了一年中最美的季節。藍天白云下,一座座高聳入云的風機和一排排熠熠生輝的太陽能光伏板與周圍的綠色融為一體,呈現出新能源發展的蓬勃生機。


    建設綠色工程


    戰風沙、斗嚴寒,國網冀北電力建設者發揚愚公移山、艱苦奮斗的精神,從無到有建起了這項堪稱全球新能源領域前沿風向標的浩大工程。


    壩上一場風,從春刮到冬。一句民諺道出了張北特殊的氣候特點。這里風大、日照充足、空氣純凈,年平均風速每秒6.3~8米,風電資源可開發量4000萬千瓦。這里的太陽能資源也極為豐富,年平均日照時數2898小時,太陽能資源可開發量3000萬千瓦。800年前,一代天驕成吉思汗以8萬鐵騎打敗大金國40萬雄兵,由此拉開蒙古帝國征戰并稱霸歐亞大陸的帷幕。如今,昔日沙場的慘烈荒涼已隨歷史遠去,唯有無盡的風沙和陽光像一座永不枯竭的寶藏永遠地留給了后人。


    在國家風光儲輸示范電站綜合部副主任楊凱的引導下,我們登上國家風光儲輸示范電站四層主樓樓頂。極目遠眺,一排排光伏板像鑲嵌在草原上的顆顆寶石,在陽光下閃閃發光。光伏廊道間,藍天碧野交相輝映。


    “這邊是一期光伏電站示范區,采用的是最佳傾角固定式,那邊是二期示范區……”面對這片占地2700余畝的“試驗田”,從2009年10月份工程踏勘就全程參與的楊凱對這里的一草一木都非常熟悉。他感慨地說:“當時,這里就是一片荒山禿嶺,冬天最低溫度能達到零下30多攝氏度,因為溫度太低,傳感器時常失靈……”他指著西北方向一棵蔥蘢的大樹說,“原來那個位置也在規劃范圍內,但為了讓草原多一抹綠色,我們調整了光伏組件的安裝區域,繞道保住了這棵大樹。”


    風沙、嚴寒、日曬、雨淋……就是在這樣嚴酷的自然條件下,國網冀北電力的建設者們發揚愚公移山、艱苦奮斗的精神,從無到有建起了這項全球最大的集風力發電、光伏發電、儲能裝置及智能輸出四位一體的新能源試驗示范工程,其建設成果為加快解決新能源大規模并網的世界性技術難題貢獻了智慧和力量,成為我國乃至全球新能源領域前沿探索和產業升級的風向標。


    勇攀技術高峰


    勇于超越、追求卓越的電網人橫下一條心,再難也要建成中國自己的大型風電場!


    在孟家梁風電試驗區,示范電站風機班專責楊林帶我們來到位于一座丘陵上的風機旁。仰頭望去,眼前的這個“巨無霸”比周圍其他的風機都更加高大雄偉。楊林自豪地說:“這座風機裝機5兆瓦,塔筒高100米,風輪直徑128米,相當于兩架波音747客機機翼的長度,總重量743噸。像這樣的大型風機一般建在海上,是陸上單臺容量最大的風電機組。”他指著高空中機艙尾部的一個小黑點說:“那是風速風向儀,相當于一個自動監控系統,能保證風機葉輪始終迎著風的方向。”


    2014年11月7日,這座風機吊裝完成。吊裝現場堪稱壯觀,僅拉運1250噸吊車組件就動用了57輛大型貨車,創造了安裝作業海拔最高、設備運行方式最完善等多項行業之最。在此之前,在陸上建設如此大型的風機在國內沒有先例,電網建設者與幾家外國廠家洽談,但由于技術封鎖等原因屢被拒絕。


    怎么辦?勇于超越、追求卓越的電網建設者橫下一條心,再難也要建成中國自己的大型風電場!他們與國內風電廠家合作,邊建設邊研究,最終攻克了常規風機故障穿越能力差容易脫網、無法在統一的風電場監控平臺上實現多種機型的統一調度等技術難題,建成了國內最大的源網友好型風電場。它突破常規風電場概念,采用統一監控平臺,將不同廠家、不同技術路線的風電機組成有機整體,在全部具備低電壓穿越能力的基礎上,實現國內機型首次高電壓穿越性能測試,時間及功率倍數均創國內紀錄。


    風機旁有一片空曠地帶。楊林說,那是為未來更大型風機預留的機位。2016年,國家風光儲示范電站發電11億千瓦時,其中風電占三分之二。6年來,示范工程在源源不斷地為大電網輸送清潔能源的同時,發揮示范引領作用,為新能源大規模并網利用積累著寶貴的運行、試驗數據。在占地1800畝的光伏電站一期試驗區內,整齊地排列著最佳傾角固定式、平單軸等6類采光跟蹤系統的光伏電池板設備。光伏班專責趙建華說:“這片試驗區2012年建成并網,當時大部分設備都是國內首臺、首套,很多廠家主動要求把設備拿來試驗。”如今,當年的創新成果經過試驗、論證、改進,已在全國大規模推廣,為光伏產業發展提供了可靠的技術支撐。


    奉獻清潔能源


    清潔綠色的能源正源源不斷地從草原送往四面八方,為城市建設和低碳奧運貢獻力量。


    走進國家風光儲輸示范電站展示中心,這里集中展示了這項浩大工程從建設背景、理念、工程概況到技術成就的基本情況,卓越的成果吸引了國內外無數專家前來實地考察,他們一致的感受就是震撼!


    在專家們看來,這項工程的意義并不在于發了多少電,而在于在無任何工程實例可參考的條件下,探索出世界首創的風光儲輸聯合發電運行模式,即通過風、光、儲的七種組合發電方式,與平滑出力、跟蹤計劃、系統調頻、削峰填谷四種功能的結合,實現多組態、多功能、可調節、可調度的聯合發電運行方式。


    在3號儲能廠房,整齊地擺放著30萬節全釩液硫電池。記者進一步了解到,這一具備擴容靈活、可深度放電、電極活性物質無交叉污染、安全性高等主要特點的新型儲能系統,會同磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、膠體鉛酸及超級電容等其他電池類型,已在全球范圍內首次實現多類型化學電池儲能系統協同配合新能源發電試驗應用,極大豐富了儲能電站在科學研究、生產運行、技術比對及應用開發中的功能手段。“我們提出了電池動態大容量成組技術及電池系統級聯方法,解決了系統集成線性放大難題,實現近30萬只電池單體電池儲能系統電站化集成,電站整體能量轉換效率大于90%。”國家風光儲輸示范電站總工程師劉漢民說道。除此之外,電站還在開發虛擬同步機示范、梯次利用電池等多種類型的儲能技術,在儲能技術領域真正發揮“樣板間”和“試驗田”的作用。劉漢民深有感觸地說:“如果儲能技術能夠實現規模化、產業化應用,那將是人類社會又一次真正的能源革命。”


    隨著外送通道的不斷完善,清潔綠色的能源不斷從壩上草原送往四面八方,轉化為推動城市建設和經濟發展的強勁動力。2015年7月29日,國務院批復同意《河北省張家口市可再生能源示范區發展規劃》,同意設立張家口可再生能源示范區,提出在張家口建立國際領先的“低碳奧運專區”。目前,張家口低碳冬奧示范區已經得到國家發改委批復。根據規劃,到2020年,河北張家口將有2000萬千瓦新能源并網送出,奧運會賽場用電將全部來自新能源發電。張家口供電公司發展策劃部副主任劉德坤說:“我們將把光伏發電、儲能等先進技術融入奧運場館和城市配電網建設,保證奧運賽區用能百分之百為清潔能源,為低碳奧運貢獻力量。”


    信息來源:國家電網報社

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    國網安徽電力發布首份綠色發展報告

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