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用张北的风点亮北京的灯

作者:田雪乔 来源:国家电网报 发布时间:2020-06-30 浏览:
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6月29日,国家电网有限公司张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程正式投运,河北张北地区的清洁电能沿着这条绿色电能高速路汇入北京电网,点亮2022年北京冬奥会场馆。

张北柔直工程是世界首个实现直流电网构建的重大科技试验示范工程,也是实现清洁能源大规模并网、推动能源革命、践行绿色冬奥理念的标志性工程。工程核心技术和关键设备均为国际首创,创造了12项世界第一。工程额定电压±500千伏,线路全长666千米,新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站,总换流容量900万千瓦。张北新能源基地、丰宁储能基地与北京负荷中心隔空“牵手”,每年约140亿千瓦时的清洁电能通过工程送至京津冀地区,助力北京冬奥会场馆实现奥运史上首次100%清洁能源供电。

清洁能源赋能绿色发展,推动资源优势切实转化为发展优势。张北柔直工程总投资125亿元,配套建设630万千瓦风电、光伏发电电源,拉动投资达600亿元,提供一批就业岗位。工程可有效提升张家口地区新能源消纳能力,涉及1110座光伏扶贫电站,惠及104896户贫困户,在稳就业、稳投资、惠民生方面发挥积极作用。

强电网 铺就绿色电能高速路

6月的张北,草深林密,天蓝水清。清凉的风从草原拂过,牵动风机叶片旋转,化为持续涌流的清洁电能。

地处河北省西北部、内蒙古高原南缘,张北辽阔的地域、特殊的气候条件使这里具有优质的可再生能源资源。其中,风能、太阳能尤为丰富,适合大规模开发。

能源绿色转型已成为世界潮流,我国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段,也呼唤更加充足、安全、清洁的能源供应。习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略。党的十九大报告中明确强调要加强电网等基础设施网络建设;推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。

风起风止,日升日落,新能源的随机性、波动性特征使得新能源大规模并网消纳成为世界性难题。作为目前可控性最高、适应性最好的输电技术,柔性直流输电在新能源并网、异步电网互联、城市供电等领域具有独特优势。近年来,公司贯彻创新驱动发展战略,大力推进柔性直流技术研发与工程实践。张北柔直工程实现了柔性直流输电技术与新型装备技术的有效融合,通过构建世界首个具有网络特性的直流电网,解决了新能源大规模并网难、远距离传输难、源网荷平衡难等问题,使张家口地区风能、光能发出的绿色电能得以稳定地输往京津冀地区,助力北京冬奥会场馆实现绿电全覆盖。

“用张北的风点亮北京的灯”,这句写在张北柔直工程施工现场的标语满含诗意,浪漫畅想的另一面则凝结着建设者们日夜拼搏的智慧与汗水。

张北柔直工程途经张家口北部、承德西部等海拔较高的地区,70%的线路地处丘陵和山地,严寒、大风等恶劣天气较多,年有效施工期仅四五个月。工程建设时间紧、任务重。

2018年2月,工程正式开工建设。4月,北京已是春光明媚,张北换流站站址的土还冻得铁打不动。冻胀性、膨胀性、强腐蚀性的复杂地质条件给了初到张北的工程管理和施工人员一个下马威。

冀北电力工程管理公司业主项目部迅速组织攻关,在全国范围内调研,大量查阅同类地质地勘报告,邀请知名大学实验室专家开展试验。难题在一个月内被破解,初战告捷。

进入10月,坝上又开始上冻,随之而来的是北方特有的“白毛风”。寒风卷着雪粒呼啸而过,天地一片苍茫。2019年春节前夕,坝上最冷的日子,工程施工进入了“极寒模式”。

130吨的巨型吊车吊臂直冲云天,地面上还有两台20吨的吊车密切配合,12支40吨重的桥臂电抗器和12支34米高的避雷线塔正等待吊装。为了方便抓握工具、灵活操作,施工队员戴着单层手套、穿着薄工装作业,每20分钟就要换一批人,再迟就有冻伤手指或耳朵的危险。换岗下来的队员裹上大衣围着生在铁桶里的火取暖,脸上的冰化成水缓缓流下……

战风斗雪的脚步不停,创新攻坚的脚步也格外铿锵。

作为集大规模可再生能源友好接入、多种形态能源互补和灵活消纳、直流电网构建等于一体的重大科技试验示范工程,张北柔直工程可借鉴的经验少,原始创新难度极大。从方案论证到生产准备、从控保联调控到现场试验的各个环节,研究人员都在消化吸收的基础上不断创新。

“很多设备都是第一次见到,加上工期紧张,施工压力很大。”张北换流站项目经理郭良说,“有一项工作是打接地极,传统的办法是人工锤击,两个人一天最多只能打三四根,进度很慢。我们创新研制出力压机,三五分钟就能打一根,大大提升了效率。”

后期的调试工作也充满挑战。张北柔直工程调试涉及设备1200余台(套),其中包含诸多“首台首套”;大量现场试验工作集中交叉开展,调试项目多、强度大。工作人员需要对张北柔直电网56种运行方式的所有故障推演、预判及验证。

冀北电科院专门开发了“柔性直流电网运行方式推演软件”,实现了柔直电网网络退化推演、故障类型推演、故障后运行方式优化,极大地提高了工作效率。无论是每天驱车三十多千米奔赴现场、通宵试验,还是在零下二十摄氏度、连万用表都“冻傻”了的天气里突击作业,调试团队没有一个人退却。

“想想北京的天有多蓝,想想这是要留给子孙后代的蓝,我们这代人的付出,值了!”郭良说。

惠民生 托起美好生活希望

电网连接能源生产和消费,是能源转型的中心环节,也是地区资源优势转化为发展动能的重要载体。2020年是决胜全面建成小康社会、决战脱贫攻坚之年,全面小康路上,一个也不能少;脱贫攻坚战,必须坚决打赢。

扶贫扶长远,要从根本上铲除贫困根源,光伏扶贫是有效模式之一。2017年6月,习近平总书记在深度贫困地区脱贫攻坚座谈会上指出,在具备光热条件的地方实施光伏扶贫,建设村级光伏电站,通过收益形成村集体经济,开展公益岗位扶贫、小型公益事业扶贫、奖励补助扶贫。这些都是解决深度贫困的好办法。在今年3月召开的决战决胜脱贫攻坚座谈会上,习近平总书记肯定了光伏扶贫的成效。

“有了屋顶的这些光伏板,既能保障冬天可靠供暖,每月还能为我们带来收益补贴,真的非常感谢供电公司!”张北县小二台镇德胜村村民王登云感慨地说。贫困发生率从37.8%降至0.17%;贫困户人均可支配收入达到11696元,是2014年的4倍;村集体收入从零到突破百万元,2019年达到133万元……德胜村交出了一份亮眼的脱贫成绩单。2017年1月,习近平总书记来到德胜村看望慰问困难群众,专程去看了村里的光伏电站。如今,光伏产业已成为村里三大“增收法宝”之一,是村民眼中的“铁杆庄稼”。

近年来,公司主动服务光伏扶贫项目接网,对接需求,精简手续,开辟绿色通道,保障光伏扶贫项目早并网、早收益。2015年以来,公司完成接网工程投资40.37亿元,接入光伏扶贫电站容量2047万千瓦,惠及288万户贫困户。

张北县是河北省和北京周边贫困人口最为集中的县区之一,在2017年被确定为河北省十个深度贫困县之一。风能、太阳能是当地重要的资源优势,但本地消纳能力与丰富的资源不匹配。

张北柔直工程将显著提升当地新能源外送能力,增强电网接纳和配置多种资源的能力,涉及1110座光伏扶贫电站总容量133.9万千瓦,惠及104896户贫困户。“阳光存折”动力持续、温暖绵延。

电网是关系国计民生的重要基础设施,投资大、产业链长,中长期经济效益显著,在稳就业、稳投资、惠民生方面发挥了积极作用。张北柔直工程总投资125亿元,配套建设630万千瓦风电、光伏发电电源,拉动当地风、光发电投资600亿元,有力带动上下游产业发展。

值得一提的是,张北柔直工程的核心技术和关键设备均为国际首创。工程立足自主研发,在国际上首次应用±500千伏直流断路器、大容量柔性直流换流阀、交流耗能装置等关键设备,创新引领和示范意义重大,有力推动我国电工装备制造向高端迈进。

兴产业,惠民生,发展的动力充分迸发。

就业是最大的民生,全力服务“六稳”“六保”,在稳就业中主动作为,体现着电网企业的责任担当。

2月29日,作为公司落实中央部署、应对疫情影响全力恢复建设助推企业复工复产的重点工程之一,张北柔直工程正式复工,带动上下游企业复工复产、工人返岗就业。

2月中旬,一次设备安装工人王静涛接到复工通知,心情很是雀跃。家住河北省磁县岳城镇马家坟村的王静涛是家里的顶梁柱,上有60多岁的父母,下有两个年幼的孩子,六口人的生活全靠他的收入。跟着国家电网干工程,每月能拿到5000多元,生活、安全保障也到位,他感到“在这里干很放心”。2015年起,王静涛参建过1000千伏北京东变电站、±800千伏锡盟换流站等7个工程。“学到了很多东西,以后干其他工程更有底气了。”他对未来充满期待。

送绿电 点亮绿色冬奥畅想

跨越超过600千米,张北“绿电”落地北京。

2019年2月,习近平总书记考察北京冬奥会、冬残奥会筹办工作时表示,办好北京冬奥会、冬残奥会,是党和国家的一件大事。要全面落实绿色、共享、开放、廉洁的办奥理念,充分考虑场馆的可持续利用问题,高标准、高质量完成各项筹办任务。

“场馆清洁能源的使用在以往的奥运会中都有所体现,但北京冬奥会实现全部场馆由城市绿色电网全覆盖,这在奥运历史上还属首次。这是第一个全绿色的奥运会,不仅仅对于北京、河北,对于整个中国和整个世界,对于我们的后代都非常重要。”国际奥委会第一副主席、北京冬奥会协调委员会主席小萨马兰奇说。

双奥之城,绿梦绽放,全部场馆100%使用清洁能源供电是奥运史上的创举,也是公司义不容辞的责任。

2019年5月10日,公司正式成为北京2022年冬奥会和冬残奥会官方合作伙伴。吸取2008年北京夏季奥运会经验,公司从合作机制、新技术应用等多方面加强创新实践,在服务冬奥会新征程中不断实现新跨越。

张北“绿电”抵达之前,冬奥会场馆已经通过绿电交易有了绿电体验。

2019年1月30日,华电集团、京能集团等新能源发电企业与冬奥场馆签署绿电交易意向协议,冬奥组委办公区成为第一批实施绿电交易的办公场所。当年6月,北京电力交易中心会同首都、冀北电力交易中心组织开展了首次北京冬奥会场馆绿电交易。今年1~5月,各场馆累计交易电量0.27亿千瓦时,节约用电成本约231万元。

首都电力交易中心总经理程晓春表示,将以冬奥绿电交易为契机,发挥电力市场作用,积极探索清洁能源消纳新途径,进一步扩大北京市清洁能源消纳规模。

绿色办奥理念在场馆内外落地生根。以冬奥为媒,充电桩激发着城市绿色发展新动能。今年政府工作报告提出重点支持“两新一重”建设,建设充电桩、推广新能源汽车是重要内容。目前,国网北京市电力公司在冬奥会场馆周边布局的充电桩已经达到326个,覆盖7个冬奥会比赛场馆。

5月15日,北京地区规模最大的集中式电动汽车充电站在五棵松体育中心地下停车场投入使用。这里是北京冬奥会冰球比赛场馆,80个60千瓦直流充电桩和120个7千瓦交流充电桩单日最多可提供约1300车次充电服务。

同一天,国际奥委会、国际残奥委会和北京冬奥组委发布《北京2022年冬奥会和冬残奥会可持续性计划》,其中提到“促进低碳能源利用”“构建低碳交通体系”。

“目前已有54项冬奥工程开工建设,总体开工率达95%,已完工25项。”6月25日,北京市重大项目建设指挥部办公室四级调研员程焕文说。冬奥的脚步越来越近,“一刻也不能停、一步也不能错、一天也误不起”的紧迫感和责任感时刻在国家电网人心中。

配套电网工程加速推进。2月28日,作为收官工程的110千伏首体输变电工程正式复工。该工程投运后,北京、延庆赛区将形成500千伏双电源、220千伏多方向环网、110千伏双方向链式结构的供电格局,供电可靠性达到国际领先水平。

新的服务模式应用越发广泛。国网北京电力探索创新“电力建设与服务保障一体化模式”,与冬奥会场馆方签订协议,负责场馆电力设施建设的组织实施,实现场馆电力建设标准高、质量优、设备高可靠、组织高效率,有效解决客户自行组织建设场馆电力设施标准不高等问题。目前,国网北京电力已与延庆赛区所有场馆,北京赛区首钢滑雪大跳台、国家速滑馆等10座场馆正式签署协议。

2008年北京奥运会期间,张海东作为场馆临时电力设施主管参加了老山自行车馆的电力保障工作。如今,他成为一名冬奥会场馆电力经理,再度与奥运结缘。“去年12月,首钢滑雪大跳台迎来建成后的首场赛事考验,我们成立了电力保障团队,确保赛事供电万无一失。下一步,我们将继续选拔素质高、能力强、作风硬的专业人员,组建、充实团队。”张海东说,两次难得的奥运保电经历将使他铭记一生。

高智能化水平的电力设备也给冬奥会电力保障提供了可靠技术支撑。国际雪联2019沸雪世界杯举办期间,2辆大功率不间断供电(UPS)电源车、2套UPS组和13台双电源切换(ATS)自动投切开关为比赛场馆照明、转播、安监系统提供不间断电源。与此同时,10千伏首钢园冬奥开闭站的智能巡检机器人每天8时开始自动巡检,每4个小时巡检一次重要客户上级电源开关状态,巡检精度更高、内容更全面,为冬奥组委办公提供万无一失的电力保障。

来吧,冬奥;来吧,绿电!

  (高得莲、赵淑伟、安娜、高春明、李艳娜、张宇阳对本文亦有贡献)

关键字:新能源电力

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