風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程破解新能源發(fā)電并網(wǎng)難題

這是國(guó)內(nèi)首個(gè)智能化源網(wǎng)友好型風(fēng)電場(chǎng)，也是國(guó)內(nèi)首個(gè)功率調(diào)節(jié)型光伏電站;這是世界上規(guī)模最大的多類型化學(xué)儲(chǔ)能電站，也是智能化運(yùn)行水平最高、運(yùn)行方式最為多樣化的新能源示范工程。被多個(gè)光環(huán)籠罩著的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，代表了世界新能源發(fā)展的趨勢(shì)，見(jiàn)證了國(guó)家電網(wǎng)公司履行社會(huì)責(zé)任的不懈追求。

“風(fēng)光”無(wú)限好

12月14日，在張北壩上孟家梁風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)，1000千瓦垂直軸風(fēng)機(jī)下的氣溫低至零下26攝氏度。

1000千瓦垂直軸風(fēng)機(jī)是目前世界上單機(jī)容量最大的垂直軸機(jī)型，在世界范圍內(nèi)首次突破了風(fēng)輪空氣動(dòng)力、新型磁懸浮支撐、電磁力剎車、風(fēng)輪減阻和變流技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)難題，能夠充分利用各方向風(fēng)能，且啟動(dòng)風(fēng)速低，工作風(fēng)速范圍寬。

在風(fēng)電場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)，還安裝有3000千瓦永磁直驅(qū)風(fēng)機(jī)和5000千瓦大容量風(fēng)機(jī)。這些風(fēng)機(jī)均為我國(guó)自主研發(fā)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這表明，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程的風(fēng)電場(chǎng)在發(fā)揮技術(shù)引領(lǐng)、建設(shè)示范的同時(shí)，也將成為向世界展現(xiàn)中國(guó)民族風(fēng)電豐碩成果的窗口。

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(gè)藍(lán)色的高倍聚光電池向日葵一般，朝著太陽(yáng)的方向，不時(shí)發(fā)出“滋滋”的電流聲。

光伏電站總裝機(jī)容量4萬(wàn)千瓦，分為示范區(qū)和試驗(yàn)區(qū)，區(qū)域面積近1800畝，是國(guó)家“金太陽(yáng)”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(wàn)千瓦。目前國(guó)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。

多樣化的太陽(yáng)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(duì)，可分析驗(yàn)證不同類型太陽(yáng)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(guó)家推動(dòng)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可信賴的數(shù)據(jù)支撐。

光伏電站西區(qū)為示范區(qū)。在這里，10多萬(wàn)塊光伏板排成1654列，每一列少則30塊，多則上百塊，板與板之間縫隙的寬度都保持在一厘米以內(nèi)。光伏板以最佳傾角固定方式布置，高質(zhì)量的施工，讓人贊嘆。

國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程風(fēng)電場(chǎng)遠(yuǎn)景。

示范工程的“指揮官”

在全景聯(lián)合控制室，國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司總工程師雷為民介紹說(shuō)，風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電全景智能控制系統(tǒng)，是示范工程生產(chǎn)運(yùn)行的控制中樞。全景智能控制系統(tǒng)猶如一個(gè)“指揮官”，在它的調(diào)控下，可實(shí)現(xiàn)電源企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)的互動(dòng)。

全景智能控制系統(tǒng)可根據(jù)高精度的風(fēng)能預(yù)測(cè)和光照預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，按照電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃要求，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、儲(chǔ)能電站和變電站進(jìn)行四位一體的全景監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合、光儲(chǔ)聯(lián)合和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合等多種發(fā)電運(yùn)行方式的組態(tài)、智能優(yōu)化和平滑切換。

依托智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的D5000平臺(tái)，全景智能控制系統(tǒng)可以捕捉到整個(gè)風(fēng)、光、儲(chǔ)、輸和變電站的所有信息。據(jù)華北電力科學(xué)院副總工程師劉平介紹，常規(guī)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)法在統(tǒng)一的監(jiān)控平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)多種機(jī)型的統(tǒng)一調(diào)度和有功、無(wú)功的智能優(yōu)化分配。而通過(guò)D5000平臺(tái)，完全友好的數(shù)據(jù)通信方式解決了不同廠家風(fēng)機(jī)設(shè)備在信息互動(dòng)、統(tǒng)一控制方面的難題。

高精度風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)能夠精確地預(yù)測(cè)每臺(tái)風(fēng)機(jī)超短期及短期發(fā)電出力，并自動(dòng)上報(bào)網(wǎng)調(diào)。根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況，該系統(tǒng)可隨時(shí)調(diào)用風(fēng)電機(jī)組出力，像調(diào)整常規(guī)火電機(jī)組一樣方便，而且更快。不僅如此，該系統(tǒng)以后還能像抽水蓄能電廠一樣起到調(diào)峰調(diào)頻的作用，使風(fēng)能、光能電源真正變成優(yōu)質(zhì)電源。

削峰填谷的儲(chǔ)能系統(tǒng)

在儲(chǔ)能電站，一排排電池柜整齊排列著，28萬(wàn)節(jié)磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)正在調(diào)試中。這些電池可實(shí)現(xiàn)與上級(jí)調(diào)度的無(wú)縫對(duì)接，其運(yùn)行狀態(tài)可通過(guò)全景智能控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)平滑新能源發(fā)電的出力隨機(jī)波動(dòng)，使風(fēng)能、光能等新能源的發(fā)電特性達(dá)到或接近常規(guī)能源，能夠大幅降低新能源隨機(jī)波動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，具有跟蹤電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃曲線和削峰填谷等功能。

國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程儲(chǔ)能電站裝機(jī)功率2萬(wàn)千瓦，從降低系統(tǒng)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、便于運(yùn)維、提高經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)靈活性出發(fā)，采用1.4萬(wàn)千瓦磷酸鐵鋰電池、4000千瓦鈉硫電池和2000千瓦液流電池，儲(chǔ)能總?cè)萘?.5萬(wàn)千瓦時(shí)，是目前世界上規(guī)模最大的多類型化學(xué)儲(chǔ)能電站。2011年6月20日，儲(chǔ)能電站開(kāi)工建設(shè)。10月20日，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)完工。經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的測(cè)試和調(diào)試，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已投運(yùn)。

在國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站，人們不僅能夠看到風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)的先進(jìn)性、創(chuàng)新性，還能感受到電網(wǎng)企業(yè)大規(guī)模接納新能源的示范作用。