張家口位于河北省西北部，是我國華北地區(qū)風(fēng)能和太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，被稱為“風(fēng)的故鄉(xiāng)，光的海洋”。如今，張家口正在建設(shè)新型電力系統(tǒng)地區(qū)級示范區(qū)，從呼喚到回應(yīng)，從模糊到清晰，一個越來越生動具體的新型電力系統(tǒng)正逐步呈現(xiàn)。本報記者走進(jìn)張家口新能源基地，帶你探究新型電力系統(tǒng)地區(qū)級典范樣板背后的秘密。
牽手冬奧 新能源入網(wǎng)赴綠色之約
秋日的崇禮，碧空如洗，一柄瑰麗奪目的“雪如意”橫臥在綠色山谷之間，傲視群峰，賽道沿山體飄搖直下，長城內(nèi)外，奧運激情被點燃。
這柄“雪如意”是北京2022年冬奧會國家跳臺滑雪中心，是我國首座符合國際標(biāo)準(zhǔn)的跳臺滑雪場地，也是北京2022年冬奧會張家口賽區(qū)冬奧會場館群建設(shè)中工程量最大、技術(shù)難度最高的競賽場館。賽時，運動員將從“雪如意”的賽道上疾馳而下，并在最底部猶如標(biāo)準(zhǔn)足球場般大小的結(jié)束區(qū)完成動作。
自10月5日起至12月31日，北京2022年冬奧會進(jìn)入集中測試階段，10項國際測試賽、2項國內(nèi)測試活動和3項國際訓(xùn)練周在北京市區(qū)、延慶、張家口三地相繼展開。供電保障作為冬奧會籌辦工作的重要一環(huán)，迎來了終極“模擬考試”，國家電網(wǎng)的各項建設(shè)工作也進(jìn)入了沖刺階段。
站在“雪如意”落差高達(dá)136.2米和114.7米的兩條跳臺賽道旁，冀北唐山供電公司變電檢修中心副主任、國家跳臺滑雪中心電力副經(jīng)理肖寒正在部署臨時供電工程的建設(shè)任務(wù)。
“我們正在將綠電輸送至場館的每個插座！”肖寒告訴記者，“雪如意”的永久電力設(shè)施建設(shè)已隨場館的建成而完成，目前，兩條賽道以及周邊4座競賽場館、5座非競賽場館、轉(zhuǎn)播用電、保障人員的生活用電、觀眾用電要由冬奧臨時電力設(shè)施建設(shè)項目提供，涉及競賽場館、非競賽場館、冬奧村和新聞中心等。“我們在臨時供電工程建設(shè)中運用了許多新技術(shù)，比如自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器（ATS）、不間斷電源（UPS）、應(yīng)急發(fā)電機(jī)等，確?？蛻粲秒娫O(shè)備‘零閃動’。”肖寒說。
據(jù)了解，隨著冬奧會的臨近，臨時供電工程建設(shè)已進(jìn)入沖刺階段。目前，10千伏箱式變壓器已建設(shè)完成，0.4千伏箱式變壓器將在11月底完成建設(shè)送電。
與此同時，張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)示范工程（以下簡稱“張北柔直工程”）也于9月29日完成了首次年度檢修工作。
在距離國家跳臺滑雪中心90千米的中都換流站閥廳內(nèi)，國網(wǎng)冀北電力有限公司特高壓交直流運檢中心副主任李振動已經(jīng)連續(xù)駐守了60多天。“年度檢修最大的難點在于，對換流閥等40臺世界首創(chuàng)設(shè)備的首檢，并沒有先例可循。”李振動說，“為此，我們牽頭完成了《提升大容量換流閥漏水檢測靈敏度》的專業(yè)課題研究，并同研發(fā)人員多次溝通交流，共同改進(jìn)了設(shè)備的監(jiān)測系統(tǒng)，持續(xù)提高了設(shè)備運行可靠性和運維檢修工作效率。”
張北柔直工程是國家電網(wǎng)有限公司貫徹落實習(xí)近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略，助力實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重大標(biāo)志性工程。2020年6月29日，張北柔直工程正式投入使用，來自張家口的綠色電力源源不斷地進(jìn)入電網(wǎng)，冬奧場館100%綠電運行邁出關(guān)鍵一步。
如今，張家口已形成堅強(qiáng)可靠、交直互濟(jì)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，崇禮低碳奧運專區(qū)建設(shè)完成，北京冬奧會在奧運史上第一次實現(xiàn)全部場館100%綠電供應(yīng)。“用張北的風(fēng)點亮北京的燈”，這句詩意表達(dá)在冬奧場館中已成為現(xiàn)實。
“風(fēng)光”加持 綠色宜居新圖景全面展開
在位于張家口市張北縣和崇禮區(qū)交界處的草原天路旁，一座擁有藍(lán)天、白云、花海、風(fēng)車的美麗村莊映入眼簾。村口，馬鞭草開出了一片紫色的海洋，村內(nèi)，一座座青磚黛瓦的二層小樓整齊排列，一排排藍(lán)色光伏板矗立在路旁的草灘上。
2017年1月24日，習(xí)近平總書記到德勝村看望慰問基層干部群眾，考察工作，提出了要因地制宜探索脫貧路，實現(xiàn)農(nóng)民富、農(nóng)業(yè)強(qiáng)、農(nóng)村美的要求。近年來，德勝村將扶貧開發(fā)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)和鄉(xiāng)村振興有機(jī)結(jié)合、統(tǒng)籌推進(jìn)，走出了一條貧困鄉(xiāng)村華麗蝶變之路。
“我們村有三大增收‘法寶’：薯光大道、鐵桿莊稼、朝陽產(chǎn)業(yè)。”說起村子的發(fā)展，德勝村黨支部書記葉潤兵興奮地告訴記者，曾經(jīng)“十年九旱，靠天吃飯”的窮山村，發(fā)展起馬鈴薯育種、光伏發(fā)電和民宿旅游三大產(chǎn)業(yè)，村民的日子越過越好。
走進(jìn)德勝村的一家裝飾風(fēng)格淡雅、現(xiàn)代的民宿，空調(diào)、熱水器、洗衣機(jī)一應(yīng)俱全。前一晚住在這間民宿的客人剛剛退房，村民孫貴英正在客廳打掃衛(wèi)生。
2017年8月，德勝村引入第三方投資，采取企業(yè)代建、政府配套的模式，統(tǒng)一規(guī)劃建成了功能齊全、舒適宜居的德勝新村。張北德勝民宿產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司又在德勝新村附近另建了40套民宿，作為先行示范區(qū)，通過打造精品民宿吸引游客，帶動當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展。
50歲出頭的孫貴英，那一年有了“新工作”。曾經(jīng)種地為生的她，把村里分的兩套住房租給了民宿公司，由其統(tǒng)一代管經(jīng)營，自己則到公司做了民宿管家。“我在這里打工，不僅學(xué)到了不少經(jīng)營法子，每個月還能拿到近3000元，兩套住房每年租金也有3萬元，家庭總收入翻了一番！”坐在溫暖的民宿里，孫貴英樂開了花。
德勝村民宿經(jīng)理樊琴介紹說：“民宿內(nèi)所有設(shè)備使用的都是綠電，灶臺干凈整潔，‘煤改電’后的地暖也很舒適，給游客留下了很深的印象。在旅游旺季，民宿的入住率達(dá)80%以上。”
近年來，冀北張北縣供電公司全力推動扶貧村電能提升、旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展和綠色能源就地消納，馬鞍架400兆瓦光伏電站和億源50兆瓦光伏電站的電能接入大電網(wǎng)后源源不斷地輸送到了德勝村。“按照綠電消納50%計算，旅游高峰期加上冬季采暖期，96戶民宿可用電200萬千瓦時。”張北縣供電公司營銷部負(fù)責(zé)人李小兵表示，綠電民宿是張北光伏能源就地消納走出的一條好路。
今年以來，國家電網(wǎng)謀劃和推動新能源發(fā)展進(jìn)入快車道，按照四方交易機(jī)制，綜合政府要綠、企業(yè)要利、居民要暖、電網(wǎng)保障多贏訴求，進(jìn)一步推動了張北地區(qū)多元化綠電就地消納。
乘數(shù)效應(yīng) 新型電力系統(tǒng)地區(qū)級示范區(qū)來了
從德勝村出發(fā)，驅(qū)車前進(jìn)，只見壯美遼闊的張家口壩上草原上，高大的風(fēng)車星羅棋布，風(fēng)輪葉片緩緩轉(zhuǎn)動。
“壩上一場風(fēng)，從春刮到冬。”擁有豐富風(fēng)能資源的張家口壩上地區(qū)，堪稱“風(fēng)的故鄉(xiāng)、光的海洋”。昔日“沙平草遠(yuǎn)望不盡”，今朝“風(fēng)機(jī)悠悠望無際、光伏片片蕩漣漪”，無限風(fēng)光讓張北實現(xiàn)了華麗蛻變。
在國家風(fēng)光儲輸示范電站的四層主樓樓頂，國網(wǎng)冀北電力有限公司黨委黨建部副主任梁立新指著遠(yuǎn)處的風(fēng)機(jī)和光伏電池板，向記者介紹起了這塊“新能源試驗田”：2007年，張家口壩上地區(qū)被確定為全國第一個百萬千瓦級風(fēng)電基地；2009年，張家口成為全國首個雙百萬千瓦級風(fēng)電基地；同年4月29日，科技部、財政部、國家能源局召開了“金太陽工程”協(xié)調(diào)會，會議確定由國家電網(wǎng)牽頭，規(guī)劃建設(shè)1～2個100兆瓦級標(biāo)志性示范項目，探索解決風(fēng)電和光電的并網(wǎng)問題，國家風(fēng)光儲輸示范電站工程由此啟動。
在無任何工程實例可參考的情況下，國家電網(wǎng)探索出風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電運行方式，即通過風(fēng)、光、儲的7種組合發(fā)電方式，與平滑出力、跟蹤計劃、系統(tǒng)調(diào)頻、削峰填谷4種功能相結(jié)合，實現(xiàn)多組態(tài)、多功能、可調(diào)節(jié)、可調(diào)度的聯(lián)合發(fā)電運行方式。
據(jù)了解，張北國家風(fēng)光儲輸示范項目集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、智能輸電于一體，規(guī)模全球第一；可再生能源占終端能源消費比例達(dá)到30%，躋身國際前列，清潔供暖和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)綠色用能大面積鋪開，多元化應(yīng)用效果凸顯。
諸多優(yōu)勢疊加釋放，讓張家口成為我國北方不可多得的新能源“天賜寶地”，這里的新型電力系統(tǒng)建設(shè)也將產(chǎn)生巨大的“乘數(shù)效應(yīng)”。
9月29日，張家口可再生能源示范區(qū)能源大數(shù)據(jù)中心成立，國網(wǎng)冀北電力組織召開新型電力系統(tǒng)建設(shè)研討會，提出未來7年將在張家口地區(qū)實施四大示范、推進(jìn)八項重大任務(wù)、建設(shè)30項關(guān)鍵工程，著力打造具有張北特色的新型電力系統(tǒng)地區(qū)級典范樣板。
崇禮冬奧專區(qū)多能互補微電網(wǎng)示范工程便是新型電力系統(tǒng)的網(wǎng)格化應(yīng)用示范之一。國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院高級工程師劉海軍告訴記者，工程坐落于崇禮冬奧專區(qū)交通樞紐站，以柔性變電站為能量管理樞紐，構(gòu)建了涵蓋風(fēng)光、儲能、新能源汽車充電樁等多能互補的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)。
“微電網(wǎng)是一個可以實現(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的系統(tǒng)。它既能和大電網(wǎng)一起對區(qū)域內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行高可靠供電，在大電網(wǎng)發(fā)生故障時，利用就地分散的能源對區(qū)域負(fù)荷進(jìn)行獨立供電，還能與配電網(wǎng)進(jìn)行無縫切換，提高能源利用率。此外，微電網(wǎng)中多端口換流器的高性能控制技術(shù)，可以在電網(wǎng)發(fā)生故障時實現(xiàn)故障隔離，避免負(fù)荷側(cè)的干擾傳遞到電網(wǎng)側(cè)，相當(dāng)于在電網(wǎng)和負(fù)荷之間加裝了一道‘防火墻’，提高了供電可靠性。”劉海軍解釋道。
據(jù)了解，依托張家口地區(qū)特殊的區(qū)位優(yōu)勢、新能源資源富集優(yōu)勢、重大戰(zhàn)略落地優(yōu)勢以及先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢，國家電網(wǎng)正著力打造四大示范：打造適應(yīng)高比例新能源的送端電網(wǎng)發(fā)展示范，形成以京津冀特高壓電網(wǎng)為支撐、交直流電網(wǎng)深度融合發(fā)展的新能源送端格局；打造適應(yīng)高滲透率分布式電源友好接入的智能配電網(wǎng)發(fā)展示范，建設(shè)安全可靠、綠色智能、靈活互動、經(jīng)濟(jì)高效的智慧配電網(wǎng)；打造適應(yīng)高內(nèi)聚需求的源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展示范，實現(xiàn)在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)、儲能側(cè)同步發(fā)力；打造適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展示范，打造電網(wǎng)數(shù)字化平臺，構(gòu)建連接全社會用戶、各環(huán)節(jié)設(shè)備的智慧物聯(lián)體系。
金雍奧、李慧玲、張宇陽對本文亦有貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題：張北：新型電力系統(tǒng)地區(qū)級典范樣板背后的秘密
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