8月18日至20日，以“推動能源轉型 建設美麗中國”為主題的中央媒體走進新型電力系統(tǒng)一線活動成功舉辦。此次活動由中國行業(yè)報協(xié)會主辦、英大傳媒投資集團有限公司承辦。記者們走進國家電網新型電力系統(tǒng)建設一線，深入了解國網冀北電力有限公司張家口可再生能源示范區(qū)能源大數據中心、國家風光儲輸示范工程、張北柔直工程、國網新源豐寧抽水蓄能電站、承德塞罕壩機械林場供電所等地國家電網建設新型電力系統(tǒng)的進展和成就，感受我國新能源的蓬勃發(fā)展。

 

首創(chuàng)風光儲輸聯合發(fā)電

天空湛藍，陽光炫目。距離北京300公里左右的河北張家口，被譽為“風的故鄉(xiāng)、光的海洋”，這里是國家規(guī)劃的大型可再生能源基地。跟隨工作人員的腳步，記者登上國家風光儲輸示范電站主樓樓頂。

 

指尖輕點，鏡頭不斷拉近、再拉近……

 

舞者般的風力發(fā)電機轉動時展現出優(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光儲輸示范工程，采用世界首創(chuàng)的“風光儲輸聯合發(fā)電”技術路線，以“風光互補、儲能調節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”為攻堅目標，建設風電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，風電、光伏已完成全部既定建設任務，剩余37兆瓦儲能已經納入國網公司2023年重點任務，正在積極推進。

 

國網冀北張家口風光儲輸新能源有限公司黨委黨建部副主任梁立新介紹，國家風光儲輸示范工程是世界上規(guī)模最大、集風電、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，是首個集中體現風光儲輸聯合發(fā)電先進性和創(chuàng)新性的綜合性示范工程。

 

梁立新說：“風光儲輸四位一體聯合發(fā)電控制和調度模式，使新能源發(fā)電出力10分鐘平均波動率由30%降低至小于5%，同時研發(fā)國內首個多尺度、全天候、高精度風光聯合功率預測系統(tǒng)，實現風光聯合功率預測偏差小于10%。”

 

在示范工程電站控制中心，風光儲輸四位一體的操作系統(tǒng)直觀地呈現在眼前。顯示屏上，不同顏色的曲線清楚地顯示著風、光、儲、輸的運行狀態(tài)，工作人員只需要及時控制調整便可。

 

“這里是整個風光儲輸聯合發(fā)電系統(tǒng)的大腦，對整個風光儲輸系統(tǒng)進行統(tǒng)一協(xié)調，實現自動有功率調節(jié)和自動電壓調節(jié)功能，自動進行發(fā)電計劃編制、下達、執(zhí)行，成為網源友好、協(xié)調發(fā)電的中樞。我們還會根據調度指令靈活調節(jié)，無論風力光照如何波動，從電站發(fā)出的電流，都會始終保持向電網平穩(wěn)送電。”演示的工作人員告訴記者。

 

基于風光儲輸示范基地資源，國網冀北電力圍繞新型電力系統(tǒng)建設的基礎前瞻性研究、技術驗證、裝備檢測等方面，開展新型電力系統(tǒng)“中試基地”建設。國網冀北電力利用現有母線、風機、光伏、儲能、可控負載、同步電源初步建立真實的高比例孤網試驗平臺，可模擬不同新能源占比的真實電網環(huán)境。目前，該平臺已具備黑啟動、電網典型事故復現、新能源裝備并網性能檢測能力。

 

此外，國家風光儲輸示范基地是全國首個實現“新能源＋儲能＋調相機”模式的新能源場站。據介紹，調相機具有電壓響應特性好、過載能力強、具備慣量支撐等特點。

 

“它是新能源電網的‘穩(wěn)壓器’，能夠讓電網抵御更多的電流波動，使電網電壓更穩(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電場、騰源智途風電場、京能織女泉風電場、華潤筆架山風電場4座場站7臺總容量7萬千乏分布式調相機陸續(xù)投產，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。

 

據了解，位于河北省承德市圍場縣御道口牧場內的御道口500千伏變電站的投運，大大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。

 

國網冀北超高壓公司黨委書記、副總經理王告訴記者：“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3168兆瓦，其中風電場16座、總裝機2668兆瓦，光伏電站6座、總裝機500兆瓦。御道口區(qū)域新能源場站通過500千伏御道口站，經500千伏金御雙回線路，并入冀北電網500千伏主網架。”

 

能源生產和消費新模式

風光出張北，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“能源生產和消費革命”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，具備12項“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。據介紹，該工程還取得首次突破柔性直流組網技術、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)新性思維攻關實踐，提出可再生能源遠距離、大功率輸送的根本性解決方案。該工程是搶占電網技術制高點的創(chuàng)新工程，每年可向北京輸送140億千瓦時的清潔電力，相當于北京年用電量的十分之一，每年減排二氧化碳1280萬噸，為服務國家大氣污染防治行動計劃、打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，實現冬奧場館100%清潔能源供電提供有力支撐。”國網冀北超高壓公司直流檢修二班中級工李濤告訴記者。

 

數字孿生技術可以提升變電站的智能化水平和運行效率，使電網更加安全、可靠、高效。據介紹，中都換流站利用數字孿生技術實現了柔性直流換流站設備數字化建模技術，智能規(guī)劃及優(yōu)化設計、多維時空數據柔直設備數字模型融合分析以及基于可視化數字孿生柔直電站設備綜合狀態(tài)評估與主動預警技術。項目成功落地后，可使兩會保電期間巡檢工作中高重復低技術含量的工作比重降低50%，運維成本大大降低。柔直關鍵設備智能風險預警技術的應用，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備的非計劃性停電，降低約70%設備故障率。

 

作為數字換流站技術的重要補充，國網冀北電力不斷推動閥廳無人巡檢技術落地，進一步優(yōu)化現場設備運行數據分析與智能技術手段的結合，扎實推動換流站數字化轉型。

 

實時監(jiān)控，打造全時段“太空”防護模式。通過圖像在線監(jiān)測、衛(wèi)星監(jiān)測等全景感知技術手段，實現了輸電通道的全覆蓋。自主作業(yè)，推行全視角“天網”立體巡檢。采取人工示教、激光點云變航線雙技術路線同時推進的方式，進行自主巡檢拍照。

 

“2022年完成無人機巡視11208基，發(fā)現缺陷1212處，微應用上傳巡檢照片164842張。國網缺陷識別系統(tǒng)上傳可見光及紅外照片22028張，提供國網影像庫照片5580張，將巡檢效率進一步提高。”相關負責人表示。

 

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。記者們驅車沿著曲折的盤山公路蜿蜒而上，半山腰和山頂兩個猶如翡翠般碧綠的巨大水庫吸引了大家的注意。水庫碧波蕩漾，遠處山峰層巒疊嶂，與藍天白云交相呼應。這里是我國自主設計建設、世界裝機容量最大的抽水蓄能電站，也是接入張北柔直電網的“超級充電寶”——國網新源河北豐寧抽水蓄能電站。

 

豐寧抽水蓄能電站運行部負責人趙日升告訴記者，當電網的電富余時，電力驅動抽蓄機組反轉進行抽水。在電網用電高峰時，高處的水流下推動抽蓄機組正轉進行發(fā)電，每臺機組兼具抽水和發(fā)電功能，同時機組可在3分半內由停機轉變?yōu)闈M負荷發(fā)電。

 

進入到地下廠房中，可以看到地面上排列著12個圓形的白色罩子，外形似平頂的蒙古包。趙日升介紹：“這些就是機組機罩，眼前看到的并不是它的全貌，整個機組設備還要向下延伸，地下還有三層。”目前，10臺機組已經投入運營，電站接入張北柔直電網，供電京津冀地區(qū)，蓄能發(fā)電接受華北電網的調度。

 

“在豐寧抽水蓄能電站，所有的定速機組全部實現國產化，只有兩臺變速機組是進口的，這在國內也是首次應用。”趙日升介紹，隨著國家政策的調整，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開花，放眼世界，我國的單個抽水蓄能電站裝機容量以及全國裝機總量均位居首位。

 

“豐寧電站建成后節(jié)能減排效益顯著，每年可節(jié)約標準煤48.08萬噸，減少二氧化碳排放120萬噸，是助力藍天碧水凈土保衛(wèi)戰(zhàn)的新實踐。”趙日升說。

 

當前，我國正處于能源綠色低碳轉型發(fā)展的關鍵時期，風電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，對調節(jié)電源的需求更加迫切，構建新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。據了解，國家電網公司加快抽水蓄能電站建設，力爭2025年、2030年公司經營區(qū)抽水蓄能裝機分別達到5000萬千瓦、1億千瓦。