金雍奧 趙淑偉


華北首個新型電力系統全域綜合示范區建設已經拉開序幕,這是國網冀北電力有限公司爭創新型電力系統標桿的又一項重大舉措。冀北公司立足資源稟賦,挺膺擔當,勇于探索,在示范區內打造電源友好、主網增強、配網升級、負荷響應、儲能聯動等“十大工程”,整體性、系統性、創造性推進新型電力系統建設。
本期雜志特別策劃以“探路”為主題,在全面解讀“十大工程”的同時,圍繞各大工程建設實踐,全面展現冀北公司在新型電力系統建設方面所取得的初步成果。同時,設置“聲音”欄目,匯集政府領導、行業專家、企業家等各方智慧,為新型電力系統建設出謀劃策。
國家風光儲輸示范工程,成功完成國內外首個高比例新能源系統的涉網性能試驗,破解了大規模新能源集中并網、集成應用等多項世界性難題。
張北柔性直流電網試驗示范工程,創造了十二項世界第一,獲得了第七屆中國工業大獎,促成了北京冬奧會全部26個場館歷史性地首次實現100%綠色電能供應。
虛擬電廠示范工程,是全國首個經國家能源局批復以市場化方式運營的虛擬電廠示范工程。參與了IEC《面向未來分布式電力系統的運營》白皮書編制,首次將虛擬電廠概念定義并納入國際白皮書。
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一項項重大創新突破,展示出國網冀北電力有限公司新型電力系統建設的階段性成熟成果和經驗。
職責使命和資源稟賦讓冀北公司一直處于推動能源轉型和構建新型電力系統的最前沿。
冀北公司堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,緊緊圍繞國家電網中心任務和中國式現代化河北篇章,提出建設新型電力系統示范標桿、打造能源轉型最佳實踐,實施新型電力系統全域綜合示范行動,統籌推進源、網、荷、儲等全要素先進技術、裝備材料的科研攻關和示范驗證,推動能源資源在全域進行優化配置。
該公司朝著“清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能”的目標,在能源體系深刻變革中勇毅前行。
讓綠電發得更多
冀北電網新能源裝機一直保持強勁勢頭,并網裝機容量由2012年的427萬千瓦增至目前的4110萬千瓦,占統調裝機72.8%,居全國首位,是首家新能源裝機容量超過常規電源的省級電網。
隨著新能源大規模接入,冀北電網功能、結構、形態發生著深刻變化,“雙高”特征日趨明顯,這給保障電網安全穩定運行和可靠供電等帶來新的挑戰。對此,冀北公司認真落實國家關于新能源開發、建設、接入系統等方面的規定,積極開展風電輸電規劃研究,探索新能源送出等技術研究。
調相機系統對于提高電網安全穩定和新能源送出具有顯著作用。冀北公司則積極對接地方政府,推動新型電力系統全域綜合示范行動的重要組成部分—調相機安裝投產,努力提高新能源場站對電網的電壓支撐能力。自2022年12月至今,張雄特高壓、御道口工程送端7座場站13臺總容量31萬千乏分布式調相機陸續投產,提升張雄特高壓新能源送出能力35萬千瓦、御道口站新能源送出能力46萬千瓦。
2021年9月29日,冀北公司與張家口市政府簽署共建能源大數據中心的協議。兩年來,冀北公司圍繞服務新型電力系統技術攻關、服務屬地新能源場站、服務社會清潔低碳發展三方面開展工作,在能源大數據中心通過匯集新能源場站的監控數據,把風光不穩定的電源特性進行集中監管,為后續電源和電網的協同運行構建數據基礎。
截至目前,能源大數據中心集控中心已入駐華能新能源河北分公司、華能河北清潔能源公司、國華河北公司、三峽新能源河北分公司4家發電企業,入駐場站31座,裝機容量約450萬千瓦。
讓綠電送得更遠
在張北壩上,高高聳立的白色風機和閃閃發光的光伏板與藍天碧野交相輝映,與朔風白云水乳交融,滿載“風光”的綠色能源正在通過一條條銀線被送至四面八方。
冀北公司持續加大電力外送通道建設力度,讓新能源發揮作用。近年來,累計投入264億元用于新能源接網和送出工程建設,建成1項特高壓、1項張北柔直示范工程、4個500千伏、8個220千伏輸電通道。建成并投運張北柔直工程、張北—雄安特高壓交流工程和世界首個使用柔性變電站組建樞紐的交直流配電網,讓新能源發電在京畿大地暢行無阻。
在毗鄰北京的河北廊坊三河市,建成投運的廊坊1000千伏特高壓變電站。該站是錫盟—山東1000千伏特高壓交流輸變電工程的重要樞紐變電站,錫盟的電力經由此站中轉南送的同時,也為支撐京津冀地區堅強智能電網建設提供了不竭動力。今年6月28日,北京東1000千伏變電站又完成了擴建工程任務,新增京津唐地區受電能力350萬千瓦,顯著提高了電網安全可靠性。
冀北公司干部職工發揚電力精神和電網鐵軍精神,與時間賽跑,與惡劣環境搏擊,建設投運了一項又一項新能源送出的特高壓工程。
今年7月26日,張北—勝利1000千伏特高壓線路工程(冀北段)開始進行基礎施工。該工程是國家“十四五”電力發展規劃重點項目。工程建成后可保障錫盟、張家口能源基地電力穩定可靠外送,滿足京津冀魯受端地區負荷增長需求,完善華北區域特高壓骨干網架送端電網結構,提高系統安全穩定運行水平和電網抵御事故風險能力。
特高壓工程不僅破解了清潔發展難題、推動省內資源優勢互補,更助推了全國范圍內的能源資源優化配置、為美麗中國賦能。
讓綠電用得更好
今年1至9月份,冀北電網新能源交易電量累計突破200億千瓦時,同比增長了一倍,交易規模占全國綠電交易的30%。今年該地區164家新能源發電企業參與交易,較去年增加了21家。
由“市場之手”激發的機制創新加快布局,為我國能源轉型提供了更多支撐。冀北公司協同河北省發展改革委建立了“政府+電網+發電企業+用戶側”的“四方協作機制”。
北京2022年冬奧會,我國在奧運史上首次實現所有奧運場館綠電全覆蓋,新能源交易機制的創新功不可沒。冀北公司充分發揮平臺樞紐作用,積極與政府主管部門溝通協作,加快完成發電企業和用戶市場準入,依托冀北電力交易平臺建立健全冬奧場館與可再生能源市場化交易機制,服務冬奧場館通過雙邊協商方式開展電力交易。
近年來,大數據逐漸成為重要的生產要素和社會資源,數據中心作為海量數據的承載與傳輸實體也在大幅增長。冀北公司發揮專業優勢,加快新型數字基礎設施建設,主動服務,為數據中心提供能源整體解決方案。在冀北,張家口和廊坊兩地,深化“陽光業擴”工程,打通“互聯網+”辦電渠道,開通“綠色通道”簡化辦電流程,為企業提供“管家式”服務。
此外,建成投運的中海油渤海岸電項目投產后,以陸地清潔電能替代海上燃油機組,供海上油田生產使用,徹底改變了以往海上油田“自發電模式”供電成本較高、電源可靠性不足、進口發電機組維修成本高的局面。
在業界提到虛擬電廠,首先想到的便是冀北,畢竟國際標準是冀北公司牽頭制定的,市場化探索也從這里起步。如今,虛擬電廠已從當年的“詩與遠方”邁向一片廣闊的藍海。
冀北虛擬電廠平臺上目前已接入3家運營商——冀北電力綜合能源公司、恒實科技和國電投中央研究院,據悉,國網綜合能源集團等多家運營商也在自建系統或平臺。
冀北公司聚焦工業、農業、交通運輸、公共建筑等領域,推進全電景區、“煤改電”、鄉村電氣化等替代項目,促進新能源汽車、港口岸電、公路和鐵路電氣化發展,進一步提高終端用能效率,助力碳達峰、碳中和目標實現。
讓電力系統更穩定
走進國家風光儲輸示范工程,只見一架架潔白的風機排列有序,一塊塊光伏板熠熠生輝,不遠處的儲能廠房則沉穩安靜,如同一個個蘊藏著豐富風光資源的“能量魔方”。
如何讓儲能穩定地發揮作用,是冀北公司攻關的重點。
國家風光儲輸示范工程儲能電站(一期)建設容量20兆瓦,包括14兆瓦磷酸鐵鋰電池、2兆瓦全釩液流電池、2兆瓦膠體鉛酸電池、1兆瓦鈦酸鋰電池和1兆瓦超級電容,為開展相關研究創造了條件。
近年來,冀北公司組織冀北電科院、冀北風光儲輸公司相關領域專家開展聯合攻關,取得了積極成果。
通過對大規模電池儲能電站系統集中接入、協調控制以及實時快速出力分配,使電池儲能電站的整體響應時間小于900毫秒,10分鐘聯合發電波動率均小于5%。“工程自投運以來,先后累計投入削峰填谷近2000次,轉換輸出電能近3000萬千瓦時,在解決風光資源不穩定特性、實現其大規模集中并網、集成應用中發揮出顯著作用。
為了進一步挖掘運行潛力,冀北公司還著力在儲能循環利用上下功夫,動力電池梯次利用一直被看作解決動力電池回收和發展電化學儲能“一舉兩得”的技術手段之一。該公司充分利用示范工程試驗平臺,推動電池梯次利用試驗場景建設和試驗論證。
據了解,風光儲工程儲能電站(二期)聚焦新型儲能示范工程,目前已建成容量梯次利用電池3兆瓦和電站式虛擬同步機10兆瓦。
在儲能技術攻關的基礎上,冀北公司還著力出標準、出成果,推動儲能產業高質量發展、研究成果高質量應用。
未來,冀北公司還將重點支持新型儲能規模化應用和抽水蓄能電站建設,大力發展電源側儲能,積極服務用戶側儲能發展,積極推動并參與制定新型儲能規劃設計、建設安裝、并網調試、運行監測等全環節標準體系;特別是在技術攻關方面,將全面推動儲能全電磁暫態仿真技術研究,開展多類型儲能匹配模式及調控技術研究,推進儲能電站試驗檢測和在線評價能力建設。
從能源技術創新到電網發展方式創新,從增強系統調節能力到滿足多元用能需求,冀北公司正大力開展新型電力系統重大技術攻關和創新實踐,協同各方凝聚起創新引領新型電力系統建設的強大合力,為推動“雙碳”目標實現增添新的動能。