位于河北省张北县的国家风光储输示范工程是世界上首个集风力发电、光伏发电、储能系统和智能输电于一体的示范工程,这不只是一个能发电的电站,更是要为未来新能源的发展应用寻找方向的科研工程。
用国家风光储示范电站风机专责朱斯的话说,就是示范引领新能源应用、发展的“梦工厂”。
缘起
当历史的时针走到二十一世纪的今天,中国人已经解决了一个又一个发展难题,但新的问题也接踵而至。一个至关重要的难题则是,如何大规模发展应用清洁能源,还原碧水蓝天?
目前,在我国甘肃、新疆、河北等风光条件较好的地区,风力光伏发电已经取得了较大发展,但也遇到了不少问题。
据了解,目前影响新能源大规模并网的技术瓶颈主要有3个:
一是调峰问题。由于风力忽大忽小,因此风力发电本身会波动较大,若要保证电力输出的平稳,就需要建设大量的备用容量和调峰电源;二是电力安全问题。风电和光电出力多变和瞬间冲击,影响电网的暂态稳定性及频率稳定性;三是电能质量问题,风电和光电大规模并网常常会引起电压水平降低,风机中的电子设备会带来谐波污染,影响电能质量。
解决不了这些问题,就谈不上大规模应用风电、光电。正是为了解决这些技术难题,解决以风电、光伏发电为代表的新能源大规模集中并网、集成应用这一世界级难题,国家风光储输示范工程应运而生。
风光储输示范工程的核心,就是在智能电网技术框架下,通过产学研合作,有效解决风光储最佳容量配比原则、中短期功率预测、风光储优化调度等核心技术,建立相关检测平台和技术标准体系,形成一批具有自主知识产权的重大科技成果,推动关键设备国产化进程,为我国、乃至世界树立大规模新能源集中集成应用、集中并网的典范。
2009年4月29日,以科技部、财政部、国家能源局、国家电网[微博]公司共同举行的“国家金太阳示范工程协调会”为标志,国家风光储输示范工程正式拉开帷幕。
为什么是张北
从张家口驱车约两个小时,就可以到达国家风光储输示范工程所在地河北省张北县。
采访当天,天空飘着蒙蒙细雨。不过,即使在烟雨蒙蒙中,由10多万块太阳能电池板组成的无边无际的“蓝色海洋”依然带给记者巨大的震撼。更远处,则是巨大风叶缓缓转动的排排风机。示范工程的核心区,则是储能电站,每个储能电站车间中都摆放着一排排电池柜,里面整齐码放着一个个黑闸子,这是由数量不等的电池组成的“模块”。
这是一片新能源应用与发展的试验田。
张北县国家风光储示范电站工作人员告诉记者,示范工程落户张北是经过反复论证的。
这里年平均有效风速时间在6000小时以上。同时,这里的太阳能资源也极为丰富,年平均日照时间将近3000小时。近年来,以张北为代表的冀北地区新能源产业快速崛起,已经成为国家批复的首批千万千瓦级风电基地之一。
与此同时,该地区又面临着其他风光发电大省共同的难题:由于当地人口少,经济基础薄弱,用电量有限,大量的风电和光伏发电必须通过高电压、远距离输送至京津唐电网负荷中心消纳。而风电和光伏发电因天气变化等原因,出力忽大忽小,时有时无,在没有足够数量的其他电源匹配调峰的情况下,并网时往往会导致电网运行不稳定。
“张北在破解电网接纳大规模新能源技术难题上具有典型性和代表性。此外,张北距北京较近,交通便捷,生态良好,发展绿色能源得天独厚。”朱斯介绍,经详细论证,工程最终落户此地。
试验田的初步收获
2011年12月25日,示范工程建成投产。至2012年12月25日,累计输出优质绿色电能超过3亿千瓦时,参照国际通用模式,相当于减少燃烧919.29万升汽油、50.3万桶原油(109.31, -0.79, -0.72%)、11.31万吨标准煤、1.22万立方米天然气所产生的二氧化碳。
不过,单纯的发电、输电并不是这个示范工程的意义所在。这个电站的意义在于探索出一条世界首创的风光储输联合发电运行模式,即通过风、光、储的七种组合发电方式,与平滑出力、跟踪计划、系统调频、削峰填谷四种功能的结合,实现多组态、多功能、可调节、可调度的联合发电运行方式。
记者了解到,在这个示范电站中,无论是风电厂、光伏电站还是储能电站都在追求创新与突破。