8月18日至20日,以“推動(dòng)能源轉型 建設美麗中國”為主題的中央媒體走進(jìn)新型電力系統一線(xiàn)活動(dòng)成功舉辦。此次活動(dòng)由中國行業(yè)報協(xié)會(huì )主辦、英大傳媒投資集團有限公司承辦。三天的采訪(fǎng)時(shí)間里,記者走進(jìn)國網(wǎng)冀北電力有限公司張家口可再生能源示范區能源大數據中心、國家風(fēng)光儲輸試驗示范工程、張北柔直工程、承德塞罕壩機械林場(chǎng)供電所等地,感受新能源的蓬勃發(fā)展,記錄新型電力系統建設一線(xiàn)的故事——
8月,張北壩上草原已有涼意,一座座白色的風(fēng)機迎風(fēng)而動(dòng),與綠色大地相得益彰;在國家風(fēng)光儲輸試驗示范工程的四層樓頂極目遠眺,連綿起伏的太陽(yáng)能板匯聚成藍色“海洋”,蔚為壯觀(guān);百萬(wàn)畝林海滴翠的塞罕壩上,一眼望不到盡頭的落葉松、樟子松,蔥蔥郁郁、層層疊疊,穿行其中的“紅馬甲”分外亮眼……能源是人類(lèi)文明進(jìn)步的基礎和動(dòng)力,攸關(guān)國計民生和國家安全,關(guān)系人類(lèi)生存和發(fā)展。習近平總書(shū)記強調,“要積極穩妥推進(jìn)碳達峰碳中和”“構建清潔低碳安全高效的能源體系,加快構建新型電力系統”?!半p碳”目標下,構建新型電力系統是建設新型能源體系的關(guān)鍵內容和重要載體,是極具挑戰性、開(kāi)創(chuàng )性的系統工程。
在張北柔直換流站閥廳內,施工人員正在安裝閥塔的模塊。 鄒明 攝
塞外冀北,“風(fēng)光”無(wú)限。冀北地區蘊藏著(zhù)豐富的風(fēng)能、太陽(yáng)能,截至7月底,冀北新能源發(fā)電裝機容量達4087萬(wàn)千瓦,占統調裝機容量的72.3%,居全國首位。國網(wǎng)冀北電力有限公司供區內有國家可再生能源示范區、國家電網(wǎng)有限公司新型電力系統示范區。國網(wǎng)冀北電力爭創(chuàng )新型電力系統示范標桿、打造能源轉型最佳實(shí)踐,是觀(guān)察新型電力系統建設的典型樣本。
推動(dòng)綠色發(fā)展 “無(wú)限風(fēng)光”送北京
8月18日9時(shí),驅車(chē)行駛在張北縣,不時(shí)可見(jiàn)高大的白色風(fēng)機。葉片迎風(fēng)轉動(dòng),源源不斷的綠色電力輸送到電網(wǎng),再從電網(wǎng)送入千家萬(wàn)戶(hù)。
地處河北省西北部、內蒙古高原南緣,張北遼闊的地域、特殊的氣候條件,使這里擁有優(yōu)質(zhì)的可再生能源資源。其中,風(fēng)能、太陽(yáng)能尤為豐富,適合大規模開(kāi)發(fā)。
張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程是世界上首個(gè)柔性直流電網(wǎng)工程,是中國原創(chuàng )、領(lǐng)先國際的重大技術(shù)創(chuàng )新,突破了柔性直流組網(wǎng)、容量提升與可靠性提升等三大技術(shù)難題,創(chuàng )造了12項世界第一。該工程顯著(zhù)提升了張北地區新能源外送能力,全面提高了京津冀地區綠色電能比例,為破解新能源大規模開(kāi)發(fā)和消納的世界級難題提供了“中國方案”。
“張北柔直工程擁有680萬(wàn)千瓦的可再生能源匯集能力,是世界首個(gè)輸送大規模風(fēng)能、太陽(yáng)能、抽水蓄能等多種形態(tài)能源的四端柔性直流電網(wǎng)。經(jīng)由它,張北的‘無(wú)限風(fēng)光’順利進(jìn)京?!辈稍L(fǎng)中,國網(wǎng)冀北超高壓公司±500千伏中都換流站運行值長(cháng)楊杰告訴記者。通過(guò)張北柔直工程,每年140億千瓦時(shí)清潔電能輸入北京地區,約占北京市年用電量的十分之一,相當于減少標準煤燃燒490萬(wàn)噸、減排二氧化碳1280萬(wàn)噸。
從張北一路往東200多千米,燕山深處嵌著(zhù)兩座水庫。我國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——豐寧抽水蓄能電站就在這里。這就是接入張北柔直電網(wǎng)的“超級充電寶”。長(cháng)400多米、寬25米、內高50多米的廠(chǎng)房建于山體里面,在廠(chǎng)房中央,12臺抽水蓄能機組一字排開(kāi),連接地下輸水系統?!爱旊娋W(wǎng)的電富余時(shí),電力驅動(dòng)抽蓄機組反轉進(jìn)行抽水,在電網(wǎng)用電高峰時(shí),高處的水流下推動(dòng)抽蓄機組正轉進(jìn)行發(fā)電,每臺機組兼具抽水和發(fā)電功能。機組可在3分半內由停機轉變?yōu)闈M(mǎn)負荷發(fā)電?!眹W(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理吳培枝說(shuō)。
2022年北京冬奧會(huì )載入史冊,冬奧場(chǎng)館歷史性地實(shí)現100%綠電供應。冬奧會(huì )期間,張北柔直工程整體運行情況良好,柔性直流電網(wǎng)系統的穩定性、全套自主化核心裝備的可靠性均得到了充分驗證,在世界舞臺上全面展示了中國“能源生產(chǎn)和消費革命”的新模式。
在中都換流站的中央控制室,國網(wǎng)冀北超高壓公司直流檢修班副班長(cháng)張曉飛正在操縱閥廳無(wú)人機智能巡檢系統控制臺,巡檢閥廳內設備的運行情況?!伴y廳設備帶電后人員將無(wú)法進(jìn)入。無(wú)人機巡檢實(shí)現了對室內復雜結構設備的近距離無(wú)死角查驗?!彼嬖V記者,“這臺帶電自主飛行巡檢無(wú)人機是我們自主研發(fā)的,克服了室內障礙物阻擋、無(wú)線(xiàn)電信號擾動(dòng)、強電磁干擾、無(wú)法使用常規高精度定位等重大技術(shù)難題?!?/p>
記者在中都換流站了解了數字孿生技術(shù)?!拔覀兩钊胪七M(jìn)換流站智能運檢技術(shù)水平提升,運用全景視頻融合、多維信息呈現等先進(jìn)技術(shù),在數字換流站建設方面開(kāi)展了大量探索和嘗試。目前,站里的攝像頭有600多個(gè),大大節省了人力運維成本?!睏罱軐τ浾哒f(shuō)。
風(fēng)光無(wú)限,綠潮奔涌。今年3月19日,張北柔直工程榮獲第七屆中國工業(yè)大獎。張北柔直工程以原始創(chuàng )新和關(guān)鍵核心技術(shù)突破為保障能源安全、實(shí)現“雙碳”目標作出貢獻。
凝聚藍色力量 打造新能源創(chuàng )新示范“夢(mèng)工廠(chǎng)”
張家口作為國家級可再生能源示范區,綠色能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為這里的“金名片”。隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展向更高層級邁進(jìn),如何確?!熬G電”源源不斷、平穩輸出?國家風(fēng)光儲輸試驗示范工程給出了答案。
國家風(fēng)光儲輸試驗示范工程是世界上規模最大的集風(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(gè)集中體現風(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。該工程采用世界首創(chuàng )的“風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電”技術(shù)路線(xiàn),以“風(fēng)光互補、儲能調節、智能輸電、平穩可控”為攻堅目標,建設風(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,電力通過(guò)張北—雄安1000千伏特高壓送出。
驅車(chē)穿行在國家風(fēng)光儲輸試驗示范基地,車(chē)窗外的光伏設備陣營(yíng)中,包含了多種光伏技術(shù)路徑、組合方式及應用模式。它們隊列整齊,如同隨時(shí)等待接受檢閱的部隊。
“風(fēng)光儲輸‘四位一體’聯(lián)合發(fā)電控制和調度模式使新能源發(fā)電出力10分鐘平均波動(dòng)率由30%降低至小于5%,同時(shí)研發(fā)國內首個(gè)多尺度、全天候、高精度風(fēng)光聯(lián)合功率預測系統,實(shí)現風(fēng)光聯(lián)合功率預測偏差小于10%?!眹W(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向記者介紹。
走進(jìn)示范基地電站控制中心,一套科技感十足的操作系統呈現在眼前。顯示屏上,不同顏色的曲線(xiàn)顯示著(zhù)風(fēng)、光、儲、輸設備的運行狀態(tài)?!斑@里是整個(gè)風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電系統的大腦,對風(fēng)光儲輸系統進(jìn)行統一協(xié)調,實(shí)現自動(dòng)有功功率調節和自動(dòng)電壓調節功能,自動(dòng)進(jìn)行發(fā)電計劃編制、下達、執行,成為穩定協(xié)調的發(fā)電中樞?!绷毫⑿赂嬖V記者,工作人員還會(huì )根據調度指令靈活調節,無(wú)論風(fēng)力、光照如何波動(dòng),從電站發(fā)出的電流會(huì )始終保持平穩。
調相機具有電壓響應特性好、過(guò)載能力強、具備慣量支撐等特點(diǎn)?!八切履茉措娋W(wǎng)的‘穩壓器’,能夠讓電網(wǎng)抵御更多的電流波動(dòng),使電網(wǎng)電壓更穩定,同時(shí)能讓綠電并網(wǎng)量增加約10%?!眹W(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲輸新能源有限公司生產(chǎn)技術(shù)部副主任趙洲說(shuō),國家風(fēng)光儲輸示范基地是全國首個(gè)實(shí)現“新能源+儲能+調相機”模式的新能源場(chǎng)站。
今年以來(lái),張雄特高壓、御道口工程送端4座風(fēng)電場(chǎng)站7臺總容量7萬(wàn)千瓦的分布式調相機陸續投產(chǎn),提升張雄特高壓新能源送出能力10萬(wàn)千瓦、御道口站新能源送出能力11萬(wàn)千瓦。
當前,新型電力系統加速建設,冀北電網(wǎng)新能源裝機規模持續提升。電力供應形勢發(fā)生結構性轉變,對需求側負荷與電網(wǎng)間的協(xié)調互動(dòng)提出更高要求。
冀北虛擬電廠(chǎng)綜合運用數字技術(shù)和智能控制技術(shù),將用戶(hù)側分布式電源、儲能等可調資源智慧聚合成可與電網(wǎng)實(shí)時(shí)柔性互動(dòng)的“物聯(lián)網(wǎng)云”電廠(chǎng),讓用戶(hù)靈活響應電網(wǎng)調峰需求及調度指令,在夜間低谷時(shí)段多消納新能源電量,拉升低谷負荷,促進(jìn)新能源電源多發(fā)、增發(fā),實(shí)現了電力用戶(hù)、電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)多方降本共贏(yíng),與全社會(huì )共享創(chuàng )新發(fā)展成果。
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建設的基礎前瞻性研究、技術(shù)驗證、裝備檢測等方面,開(kāi)展新型電力系統“中試基地”建設,初步建立真實(shí)的高比例孤網(wǎng)試驗平臺,可模擬不同新能源占比的真實(shí)電網(wǎng)環(huán)境。
如今,依托風(fēng)光儲輸示范基地等一批示范項目,張家口可再生能源實(shí)現了從“制”到“輸”、從“儲”到“用”的突破,源源不斷的綠色電能點(diǎn)亮為美好生活充電、為美麗中國賦能的“綠色希冀”。
傳承紅色基因 續寫(xiě)塞罕壩傳奇
從空中俯瞰,一彎“深綠”像一只展開(kāi)翅膀的雄鷹,扼守內蒙古渾善達克沙地南緣,成為京津冀和華北地區的風(fēng)沙屏障、水源衛士。這就是塞罕壩機械林場(chǎng)。
國網(wǎng)冀北電力聚焦塞罕壩生態(tài)文明建設,加快建設新型電力系統,圍繞促進(jìn)能源綠色低碳發(fā)展等八大領(lǐng)域,建設多要素齊全、多場(chǎng)景合一的塞罕壩生態(tài)能源和諧共贏(yíng)示范區。
車(chē)輛繞山路盤(pán)旋而上,車(chē)窗外整齊有序的樟子松、落葉松樹(shù)群交替出現。旋轉的風(fēng)機、靜立的鐵塔、連綿的銀線(xiàn)與滿(mǎn)眼翠綠交相輝映,很難想象,這里曾“黃沙遮天日,飛鳥(niǎo)無(wú)棲樹(shù)”。
從一棵松到百萬(wàn)畝林海,塞罕壩成為世界上最大的人工林,創(chuàng )造了高寒荒漠生態(tài)建設史上的綠色奇跡,鑄就了“牢記使命、艱苦創(chuàng )業(yè)、綠色發(fā)展”的塞罕壩精神。
艱苦創(chuàng )業(yè),是塞罕壩人奮斗的主旋律,也是塞罕壩幾代電力人不變的傳承。
1982年,塞罕壩機械林場(chǎng)自籌資金,請圍場(chǎng)縣供電公司幫忙建設一條35千伏供電線(xiàn)路。那時(shí)候,林場(chǎng)工人用柴油機發(fā)電,每天用電時(shí)間僅有兩個(gè)小時(shí)。冬季的塞罕壩最低氣溫達到零下43攝氏度,但電力事業(yè)卻干得熱火朝天。施工隊員們晚上住“地窩子”,一天只吃?xún)深D飯,吃早飯時(shí)天還不亮,吃晚飯時(shí)太陽(yáng)已落山。運電桿,卡車(chē)上不去,就人扛肩抬;立電桿,沒(méi)有鉆機,就用“搖把子”(自制人工挖掘機)一點(diǎn)點(diǎn)摳。
1983年7月,從新?lián)芩偷搅謭?chǎng)的45千米35千伏電力線(xiàn)路終于架通了。同年,壩上還建設了一座35千伏變電站,變電容量為1000千伏安,有3條10千伏出線(xiàn)。塞罕壩結束了“無(wú)常電”的歷史。
2014年,承德供電公司正式接管林場(chǎng)用電管理工作,并成立了塞罕壩機械林場(chǎng)供電所。
塞罕壩,像一座堅實(shí)的屏障,擋住了南侵的漫天黃沙,但也因處于北風(fēng)口上,防火形勢異常嚴峻?!?個(gè)月防火,3個(gè)月防汛?!惫╇娝L(cháng)于淼介紹,山火、大風(fēng)、雷電、積雪等都可能引發(fā)電力線(xiàn)路故障。塞罕壩上的所有輸電線(xiàn)路都解掉了重合閘功能,就是為了避免重合閘時(shí)產(chǎn)生火花引發(fā)森林火災。因此,每一次線(xiàn)路出現故障跳閘,隊員們都要趕到現場(chǎng)進(jìn)行人工合閘。
“就拿10千伏黃土山線(xiàn)和桃山湖線(xiàn)來(lái)說(shuō),附近是落雷密集區,高峰時(shí),一天可能會(huì )落下幾百個(gè)雷。一旦出現線(xiàn)路跳閘,我們就要趕到現場(chǎng)。這一段20多千米的路,有800多基塔,我們要一基一基尋找故障點(diǎn)?!庇陧嫡f(shuō)。
今年1月,220千伏塞罕壩變電站建成投運,就近接入風(fēng)光資源匯集的500千伏御道口變電站,大幅提高了塞罕壩清潔能源的消納及送出能力,優(yōu)化電網(wǎng)結構,提高供電可靠性。
讓這里從能夠供到用上電,再到用好電,幾代電力人在塞罕壩精神的鼓舞下,一直不懈奮斗著(zhù)。2011年7月,國家電網(wǎng)冀北電力(承德塞罕壩)共產(chǎn)黨員服務(wù)隊成立。他們高擎紅色旗幟,始終堅持人民電業(yè)為人民的企業(yè)宗旨,以“點(diǎn)亮塞罕壩 守望京畿藍”的責任情懷服務(wù)當地群眾。
“感謝黨員服務(wù)隊,去年我家的光伏板一共發(fā)出了7000多度電,除去自家用電,余下的賣(mài)給電網(wǎng),我還掙了幾千塊錢(qián)?!庇揽卩l一復興地村村民鄭寶才說(shuō)?!岸燃俅咫x供電所很近,有任何用電方面的問(wèn)題,只要一個(gè)電話(huà),不到5分鐘他們就能過(guò)來(lái)?!比眽斡ド角f負責人說(shuō)?!爸灰歉秒娤嚓P(guān)的事情,找他們都好使?!奔易∮揽谀翀?chǎng)管理區三分場(chǎng)17隊的付國峰說(shuō)……這樣的事情不勝枚舉。
塞罕壩精神激勵著(zhù)一代代電力人堅守在服務(wù)綠色發(fā)展、守護森林草場(chǎng)大美生態(tài)的最前沿,續寫(xiě)塞罕壩傳奇。
傳承紅色基因、推動(dòng)綠色發(fā)展、積聚藍色力量,國網(wǎng)冀北電力正實(shí)施冀北新型電力系統全域綜合示范,通過(guò)打造“十大工程”,整體性、系統性、創(chuàng )造性推進(jìn)新型電力系統建設,探索省級電網(wǎng)一攬子解決方案,打造傳統電網(wǎng)向新型電力系統和能源互聯(lián)網(wǎng)升級的冀北樣板,爭做能源轉型最強推動(dòng)者、最快先行者、最優(yōu)引領(lǐng)者。