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国网冀北电力构建清洁低碳、安全高效的能源体系

作者:金雍奥 赵淑伟 来源:亮报 发布时间:2020-11-18 浏览:
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中国储能网讯:后疫情时代,如何实现能源、经济、环境协调可持续发展,是国际社会面临的共同课题。中国“四个革命、一个合作”的能源安全新战略,从全局和战略的高度指明了保障能源安全、推动能源事业高质量发展的方向和路径。

在国家电网有限公司建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业的战略目标引领下,国网冀北电力有限公司积极克服疫情影响,加快张北柔直、张北-雄安1000千伏特高压交流等重大工程建设,深化国家风光储输示范工程科研成果应用,推进冀北虚拟电厂建设,推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系,以清洁和绿色方式满足社会用能需求,打造“绿色引擎”,为美好生活充电、为美丽中国赋能。

“风光”点亮京津冀,全力服务国家重大战略

在张北柔性直流工程中都换流站,高大的换流阀静静地矗立着,一张呈四边形环网的直流电网,把张北地区的清洁能源与北京冬奥连在了一起。

冬奥会的脚步越来越近。国网冀北电力检修公司值班员徐浩告诉记者,自6月份张北柔直工程投运以来,每天都有318万千瓦时清洁绿电由这里输送到北京。未来这些绿色的电能更将直抵北京冬奥场馆和核心区域,实现100%全清洁电力供应,也将进一步提升京津冀地区清洁能源外送和接纳能力。

张北柔直工程是服务国家能源清洁低碳发展的重大工程,它突破了传统交流输电和常规直流输电的制约瓶颈,将张家口地区大规模、不稳定的可再生能源进行多点汇集,形成稳定可控的电源,为可再生能源的高效利用及电网发展带来了革命性的变化。

国网冀北电力将建设张北柔直工程作为践行能源供给革命的典型实践,并将其纳入“涉奥六大工程”,高质量服务2022年绿色冬奥用电需求。工程于2018年2月28日启动,作为主要建设单位,国网冀北电力全力克服工程工期紧、建设规模大、冬季高寒等一系列复杂问题,依靠科学有效的管理机制和自主创新技术成果,成功解决了工程建设中一个又一个难题,确保工程在今年6月29日建成投运。

如果说建设张北柔直工程,能够让张北的风点亮北京的灯,那么建设张雄特高压工程,就是用张北的“风光”点亮雄安的美。

张家口地区风能、太阳能资源丰富,2020年可再生能源装机规模将超过2000万千瓦,2030年达到5000万千瓦,需要大规模送出消纳。作为华北区域特高压电网成环成网的重要组成部分,张北-雄安1000千伏特高压交流输电线路工程依托远距离、大容量的特高压交流输电技术,将张家口地区富足清洁电能输送至雄安新区负荷中心,避免加重北京500千伏环网“北电南送”潮流穿越,是雄安新区首条以输送清洁能源为主的特高压输电通道,为雄安新区清洁能源供应奠定了基础。

8月29日0时58分,张北-雄安1000千伏特高压交流输变电工程顺利通过72小时试运行,正式投入运营。未来,工程每年将为雄安新区输送70亿千瓦时以上的清洁能源,将极大程度缓解河北省南北部电力供需矛盾,为雄安新区100%清洁电力供应创造条件,为构建蓝绿交织、清新明亮的智慧生态雄安,圆满完成这一千年大计提供重要支撑。

破解新能源难题,技术创新拓展消纳空间

6月4日,国网冀北风光储公司举办了一场关于储能电站运行技术的网络研讨会,会议讨论的重点内容是:如何解决大容量电池储能电站控制运行难题,实现电站安全、可靠、高效、经济运行。

研讨会上,国网冀北风光储公司提出的“大容量电池储能电站建模控制关键技术及应用”创新成果赢得了与会专家的充分肯定。基于此项技术,国网冀北电力在提升储能电站经济运行和维护效率、降低安全风险等方面形成了可借鉴的经验成果,对我国进一步探索储能技术应用和相关设备研发具有重要参考意义。

这也是国网冀北电力积极推动技术创新、助力绿色发展的真实写照。作为全球最大的集风力发电、光伏发电、储能装置及智能输电“四位一体”的大规模新能源示范项目——国家风光储输示范工程的建设运营单位,多年来,国网冀北电力以绿色低碳为方向,聚焦可再生能源难预测、难控制、难调度和我国新能源总体装备水平亟待提升两大制约难题,持续开展科研攻关,在风光储并网性能优化技术、风光储支撑电网稳定运行控制技术等方面建立科研优势,在大规模新能源并网、储能电池梯次利用等多个技术方向上实现了重大突破,取得了国际领先成果。

面对新能源的迅猛增长,国网冀北电力在以科研攻关成果服务新能源发展的同时,着力推出一系列实打实的创新举措,进一步挖掘了新能源消纳潜力。

“我们的风机全部装上了新能源有功控制系统,风机出力不再受‘死指标’的限制,调度更加灵活,多出力就有得赚。”谈及国网冀北电力对新能源调度的精细管控,华电沽源风电有限公司生产运营部主任钱斌兴奋不已。

依托功率预测系统、自动电压控制系统和自动有功控制系统等技术支撑手段,国网冀北电力在新能源调控运行技术上再升级,实现了“事前预测、事中优化、事后评估”的新能源全过程调控,为新能源消纳能力提升奠定了基础。此外,国网冀北电力还创新开展单机信息接入,实时监控冀北全网及各新能源场站的理论出力、可用出力和弃风、弃光情况,并打造了新能源大数据运行分析平台开展新能源资源情况和损失电量精细化分析,优化新能源场站发电性能,显著拓展了新能源消纳空间。

科研攻关和技术革新为能源产业转型升级提供了技术上的保障。据了解,国网冀北电力依托国家风光储输示范工程建成了世界首座百兆瓦级虚拟同步发电机电站,为构建高比例新能源电网提供了解决方案,每年减少弃风、弃光电量947.2万千瓦时,增加发电收益568.39万元;依托新能源大数据精细化分析与创新服务平台,打造新能源产业各方交互前端窗口,未来将进一步扩大数据接入规模,在大数据中心实现发电侧和电网侧数据的互联互济,全面发挥大数据应用价值,实现新能源数字化服务能力升级。

聚合亿万用户,虚拟电厂开拓企业全新盈利模式

作为推进能源互联网建设有效手段,如今虚拟电厂示范工程已经从理论高地走进冀北实地,在激活能源互动消费上发挥了重要作用。

2019年12月12日,冀北虚拟电厂示范工程正式投入商业运营。这对于远在张家口沽源县西南部山区的莲花滩风电场有着不同寻常的意义。

“接入冀北虚拟电厂后,2019年12月份,在富风期,电场的发电指标提升了5个百分点,相当于每台风机的利润增加了4%。虚拟电厂聚合亿万用户的强大功能,让富余风电有处可去。”莲花滩风电场场长刘宏伟赞叹道。

冀北虚拟电厂为新能源场站带来了新的生机。基于智能管控平台,冀北虚拟电厂综合运用数字技术和智能控制技术,将用户侧可调资源智慧聚合成可与电网实时柔性互动的“物联网云”电厂。在这个数字化的“物联网云”电厂里,分布式电源、电动汽车、储能、可控负荷等资源被聚合起来,可以像传统发电厂一样,帮助电网调峰,促进清洁能源消纳,提升电网安全稳定运行水平。

随着新一轮电力体制改革不断深化,主体多元、开放共享、互利共赢的电力市场格局成为社会各界的共同期待。冀北虚拟电厂在促进清洁能源消纳的同时,对构建未来的电力交易市场也有重要意义。

据了解,2019年,国网冀北电力首创虚拟电厂参与调峰辅助服务市场机制,同年12月10日,《第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场试点方案》获得国家能源局、华北能源监管局正式批复。12月12日零时,负荷侧资源参与华北电力调峰辅助服务市场开始在华北电网运行。

国网冀北电力交易中心负责人王宣元介绍,调峰辅助服务是为了让电能够更安全、更经济地传送到用户,在负荷高峰的时候,增加发电机的出力,在负荷低谷的时候,减少发电机出力,以解决电能发、供、用瞬时平衡的难题。

在冀北虚拟电厂的聚合下,生产线、电锅炉、大楼、充电桩等用户侧资源,成了一个个微型发电机,参与电力市场交易,获取调峰辅助服务费用。

“以前,我们车间每个时段开机数量比较平均,用电负荷也相对均匀。加入冀北虚拟电厂以后,我们改进生产工序,用电高峰时段,少开机甚至不开机,夜间低谷时段争取满负荷生产。”阳光硅谷电子科技有限公司动力班运维人员张云峰说,企业接入冀北虚拟电厂并参与调峰辅助服务市场后,调整了部分车间生产工序,不仅享受到了低谷电价,并得到一笔调峰费用,一举两得。

借助冀北虚拟电厂建立的多种能源柔性互动的商业模式和市场机制,阳光硅谷这类用电客户有了全新的市场角色,他们参与到电力市场中来,与电网更好地互动,并开拓了新的盈利模式。

“不仅是工厂,居民和楼宇也可以参与到冀北虚拟电厂的价值创造中。人们可以把家里的电动汽车、空调、冰箱等交给虚拟电厂‘托管’,虚拟电厂将挖掘家庭的负荷特性,让用电、能耗、能效数据信息覆盖各家各户。”王宣元说。

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