位于中國河北省西北部的張家口市，將憑借優(yōu)越的自然條件、重要的區(qū)位優(yōu)勢和現(xiàn)有的成熟條件，勾勒出全球能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形。
5月13日，國網(wǎng)冀北電力在張家口市發(fā)布《全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展白皮書》，白皮書提出，打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”，它的可復制、可推廣、可擴展讓全球能源互聯(lián)和人們的生活連接得更加緊密。
什么是創(chuàng)新示范區(qū)？
從張北國家風光儲輸示范工程觀景臺向遠處望，一排排光伏板排列整齊，在陽光下熠熠閃光，仿佛一片藍色的海洋。海洋里，幾間紅色屋頂?shù)哪孀兪疑⒙淦溟g，顯得格外漂亮。遠處，風機葉片正像巨人的手臂一樣揮動，將清潔電能源源不斷地輸送到電網(wǎng)。
幾天前，《全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展》白皮書在這里發(fā)布，吸引了業(yè)內(nèi)外的諸多目光。
白皮書提出，在張北新建“十大工程”，打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”。實際上，全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)（以下簡稱“創(chuàng)新示范區(qū)”）是在單一區(qū)域內(nèi)匯集了智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源三大核心要素的綜合性展示平臺，是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的典型縮影。。
一份來自張家口市的發(fā)展規(guī)劃顯示，到2020年，張家口市清潔能源裝機將突破2000萬千瓦，屆時55%的電力消費將來自清潔能源，全部城市公共交通、40%的城鎮(zhèn)居民生活用能、50%的商業(yè)及公共建筑用能來自清潔能源，40%的工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)零碳排放。
國網(wǎng)冀北電力相關(guān)負責人對記者表示，創(chuàng)新示范區(qū)是國家電網(wǎng)公司探索未來電網(wǎng)形態(tài)的重要實踐，通過示范最先進的電力生產(chǎn)、傳輸、存儲、使用和運行控制技術(shù)，促進重大技術(shù)成果和裝備應用，引領(lǐng)能源電力技術(shù)創(chuàng)新，展示“綠色奧運、低碳奧運”理念。
除了創(chuàng)新示范區(qū)里高大上的科技創(chuàng)新，人們更關(guān)心，創(chuàng)新如何接地氣，多種實用技術(shù)也將在創(chuàng)新示范區(qū)逐一落地。根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃，2016年將實現(xiàn)已運營的高速公路服務區(qū)充電設施全覆蓋，2018年建成電動汽車無線充電示范工程，2020年崇禮核心城區(qū)實現(xiàn)快充網(wǎng)絡網(wǎng)格化覆蓋，服務半徑不超過0.5公里。
清潔替代工程將在京藏高速張家口段建設“奧運迎賓光伏廊道”項目，奧運元素的融入將為當?shù)毓夥l(fā)展帶來亮點。依托電能替代工程，張北風電清潔供暖項目2015年已經(jīng)實現(xiàn)供熱，2017年將開始向北京供熱。冬奧配套工程將實現(xiàn)冬奧專區(qū)電力消費100%清潔化，專區(qū)交通運輸全部采用清潔能源供能，奧運場館和附屬供電設施將實現(xiàn)“分鐘級”自愈。
此外，為提升清潔能源電力的外送能力，加快創(chuàng)新示范區(qū)電力外輸通道建設，實現(xiàn)京津冀及更大范圍電網(wǎng)互聯(lián)互通，“十三五”期間，張家口電網(wǎng)規(guī)劃新建1000千伏特高壓變電站1座，新建及擴建500千伏輸變電工程3項、220千伏輸變電工程16項，新增變電容量1104萬千伏安，線路長度1107公里，全部規(guī)劃為智能變電站。2020年，實現(xiàn)城市綜合電壓合格率99.99%，農(nóng)網(wǎng)綜合電壓合格率99.886%；城市供電可靠率99.989%，農(nóng)網(wǎng)供電可靠率99.30%。
為什么是張北？
在風光儲輸示范電站聯(lián)合控制中心的大屏幕上，四條不同顏色的曲線格外顯眼。工作人員介紹說：“這是風光儲聯(lián)合控制模式，四條曲線分別代表不同的出力方式?！庇浾呖吹剑聊簧锨€從下至上依次顯示：紅色是儲能出力，黃色是光伏出力，藍色是風出力，綠色則是風光儲聯(lián)合出力。下面三條曲線呈現(xiàn)著不同的彎曲幅度，而綠色則很平直。“這就是風光儲聯(lián)合出力的效果，三種出力方式形成了互補，曲線平滑了，降低了對電網(wǎng)的沖擊?！惫ぷ魅藛T介紹說。
在聯(lián)合出力的過程中，儲能所發(fā)揮的作用非常顯著。在電站內(nèi)對外開放的一間儲能電池室內(nèi)，一排排儲能電池柜整齊排列著。工作人員特別提到，這間儲能電池室內(nèi)的電池可為47輛特斯拉電動汽車同時充電。
目前，國家風光儲輸示范基地擁有儲能電池系統(tǒng)總?cè)萘?0兆瓦，是世界規(guī)模最大的多類型化學儲能電站，也是全球首個集研究、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)比對、試驗以及生產(chǎn)運行為一體的綜合示范平臺，可以實現(xiàn)平滑出力、跟蹤計劃、消峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻四大功能，使風電、光伏發(fā)電出力特性達到或接近常規(guī)電源、網(wǎng)源友好性能得到極大改善加強。
世界首創(chuàng)的風光儲輸聯(lián)合發(fā)電技術(shù)路線讓示范工程有了技術(shù)上的保障，然而只有技術(shù)的支撐還不夠，還需天時、地利等要素。
張家口是我國華北地區(qū)風能和太陽能資源最豐富的地區(qū)之一，最具備清潔能源開發(fā)利用特征，在破解電網(wǎng)接納大規(guī)模清潔能源技術(shù)難題上具有典型性和代表性。風能資源可開發(fā)量4000萬千瓦，太陽能資源可開發(fā)量3000萬千瓦，年平均日照時數(shù)2898小時，全年活動積溫2448攝氏度。氣候條件優(yōu)越，張家口冬春日照短、風力大，夏秋日照充足、風力弱白天日照強、風速小，夜晚無日照、風速大
“特高壓、智能電網(wǎng)、清潔替代、電能替代等全球能源互聯(lián)網(wǎng)的所有要素，張家口全部具備?！眹译娋W(wǎng)公司全球能源互聯(lián)網(wǎng)辦公室副主任梁旭明用一句話點明了在張北打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”的原因。
他說：“張家口地區(qū)具備成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)的獨特條件和優(yōu)勢。其位于京津冀協(xié)同發(fā)展前沿地帶，區(qū)位優(yōu)勢明顯，與北京聯(lián)合舉辦2020年冬奧會，將全世界的目光吸引到這片熱土之上；區(qū)內(nèi)清潔能源富集，是國家規(guī)劃的千萬千瓦級新能源基地，國家風光儲輸示范電站、風電檢測中心等一批清潔能源應用標桿工程陸續(xù)建成投產(chǎn)；過境特高壓交流輸電工程已開建，未來將成為連接東北亞互聯(lián)電網(wǎng)的重要節(jié)點；多端柔性直流電網(wǎng)示范工程等多項智能電網(wǎng)項目也落戶于此?！?/p>
目前，國家風光儲輸示范工程是世界上規(guī)模最大、運行方式最多、綜合控制水平最高的新能源聯(lián)合發(fā)電工程。工程電站安全穩(wěn)定運行4年來，累計輸出超過17億度平穩(wěn)可控綠色電能，相當于節(jié)約標準煤57.12萬噸、減排二氧化碳122.4萬噸，已經(jīng)成為我國新能源發(fā)展的一張綠色名片。
“樣板間”里有什么？
創(chuàng)新示范區(qū)怎么建？國網(wǎng)冀北電力已經(jīng)制定了切實可行的時間表和路線圖：“十三五”期間，將投資230億，通過打造五大示范工程和五大重點工程，讓創(chuàng)新示范區(qū)從規(guī)劃走向現(xiàn)實。
五大示范工程包括柔性直流電網(wǎng)、虛擬同步發(fā)電機、深冷液化壓縮空氣儲能、電動汽車電池梯次利用儲能、柔性變電站和交直流配電網(wǎng)示范工程。五大重點工程則涵蓋特高壓、車聯(lián)網(wǎng)、清潔替代、電能替代、冬奧綜合配套工程。這些工程將從規(guī)模、技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟適用等方面，為全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設探索科學路徑，創(chuàng)造可復制、可推廣、可擴展的“冀北經(jīng)驗”。
這些工程意義非凡，為打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”起著舉足輕重的作用。柔性直流電網(wǎng)示范工程將是世界首個±500千伏四端直流電網(wǎng)，建成后具備300萬千瓦輸電能力；虛擬同步機示范工程將在容量上問鼎業(yè)界，實現(xiàn)有效抑制系統(tǒng)頻率震蕩，幫助清潔能源友好并網(wǎng)；電動汽車電池梯次利用儲能工程，將實現(xiàn)電池梯次利用國內(nèi)首創(chuàng)，增加電池全壽命周期，降低電動汽車使用成本；柔性變電站示范工程計劃建設世界首個全可控電力電子柔性變電站及具有柔性控制的交直流混合配電網(wǎng)，實現(xiàn)分布式電源靈活接入和調(diào)配，支撐分布式能源跨分區(qū)消納。
風光儲輸這4年
4年來，坐落于張北的國家風光儲輸示范工程一直安全穩(wěn)定運行，為破解大規(guī)模新能源開發(fā)應用世界難題貢獻了“中國智慧”。
對于國網(wǎng)冀北電力來說，建設全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)的目標很明確：將示范區(qū)打造成可復制、可推廣、可擴展的科技示范工程，成為展示全球能源互聯(lián)網(wǎng)的中國名片；把示范區(qū)建設成為在單一區(qū)域內(nèi)匯集智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源三大核心要素的綜合性展示平臺，使張家口創(chuàng)新示范區(qū)成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的縮影典型；把示范區(qū)建設成為全面提高電網(wǎng)安全運行水平、保障電力安全可靠供應的典范，從根本上轉(zhuǎn)變過度依賴輸煤的能源發(fā)展方式和就地平衡為主的電力發(fā)展方式，帶動電源投資和裝備制造業(yè)發(fā)展，拉動經(jīng)濟增長。
截至2015年年底，冀北電網(wǎng)調(diào)度范圍新能源裝機容量達1063萬千瓦，成為我國第4個新能源裝機容量超過1000萬千瓦的省級電網(wǎng)。冀北電網(wǎng)新能源裝機占比超過46%，在省級電網(wǎng)中位居第一。2015年，冀北電網(wǎng)每供應100度電，就有16度是“新能源電”。2015年，冀北電網(wǎng)風電平均利用小時數(shù)1825小時，較國網(wǎng)系統(tǒng)平均水平高129小時。全年無棄光現(xiàn)象。
在新能源并網(wǎng)消納上，國網(wǎng)冀北電力已累計投入61億元用于新能源并網(wǎng)及送出工程建設，建成張家口“三站四線”工程等4個500千伏新能源外送通道，建成風電送出線路1481公里，為張家口增加155萬千瓦風電外送能力。在新能源并網(wǎng)服務上，2015年，國網(wǎng)冀北電力辦理新能源項目33個，平均縮短并網(wǎng)時間15-20天，辦理效率提升30%，新能源企業(yè)滿意度明顯提升。在科技創(chuàng)新上，一大批科技項目為新能源并網(wǎng)消納保駕護航，其中“新能源發(fā)電有功控制系統(tǒng)”將風電送出通道利用率提高到96％以上。
