张北风光储:前景光明的“代表作”

2013-09-04 admin1 63

一路向北,沿京藏高速出京。当记者抵达张家口市张北县大河乡,车窗外是一碧如洗的蓝天和秋日泛黄的草原、树木,一派苍茫辽阔。惊叹中,一座座洁白的风机跃入眼帘,一排排闪着蓝宝石般光芒的太阳能板为无边的草原平添了生机。作为我国首个集风力发电、光伏发电、储能系统和智能输电于一体的国家风光储输示范工程,不只是一个能发电的电站,更是要为未来新能源的发展寻找方向。

示范效应凸显

这个在2009年由财政部、科技部和国家电网公司共同启动,总投资约150亿元的示范项目,占地面积约200平方公里,开发规模为500兆瓦风电、100兆瓦太阳能光伏发电、110兆瓦化学储能。这是我国首个风光储输示范项目,同时也是目前世界上规模最大,集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目,是国家电网公司建设坚强智能电网首批重点工程中唯一的电源项目。

选定张北县是因为这里有着丰富的风能和太阳能资源。经测定,张北县坝上地区全年有效风能储量可达1436千瓦时/平方米,全年有效风速时数达5200~7000小时。同时,张北县的日照条件也很好,全年平均日照时数2897.8小时。正因为有着冬春日照短、风力大,夏秋日照充足、风力弱;白天日照强、风速小,夜晚无日照、风速大等气候特征,这里就成了风能与太阳能在时间和空间上有着极强互补性的最佳场所。

电站综合服务处副主任梁立新不无感触的说,风光储项目目前已累计发电超过4亿度,但是其最大的意义在于无任何工程实例可参考的条件下,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。

记者在采访中得知,该项目根据张北坝上地区风、光资源在时间、空间的自然互补特性,配合大容量化学储能系统的应用,形成风力发电、光伏发电和储能装置三套系统五种组态联合发电运行方式,通过功率预测、联合发电运行及智能监测控制,有效改善风电、太阳能发电特性,推动风电、太阳能等可再生能源达到或接近常规电源的性能,实现可再生能源与电网及其他电源的协调发展,破解大规模可再生能源并网运行的技术瓶颈,促进电网对大规模可再生能源接纳和调度控制的智能化建设。

示范工程搭建了科研创新成果的应用平台和相关技术标准的编制实践平台,成为了先进的新能源装备展示提升平台,并为电网调度提升大规模新能源科学调度水平建立了平台。同时,还实现了多项世界第一。梁立新不无自豪的向记者表示。

全景控制系统和储能是亮点

站在中央控制大厅,大屏幕上显示着风机、光伏的出力曲线图以及储能装置的运行轨迹。接着“电池”的4条储能线路,显示着滚动箭头,表示向电网输电。原本随风强烈波动的发电曲线,在储能启动后,像是被剃掉了“毛刺”,趋于直线。

电站风机专责朱斯告诉中国能源报记者,这里(联合发电智能全景优化控制系统)是整个风光储输联合发电系统的大脑,对整个风光储输系统进行统一协调,实现自动有功功率调节(AGC)和自动电压调节(AVC)功能,自动进行发电计划编制、下达、执行,成为网源友好、协调发电的中枢。同时,通过一年半的运行实践,证明风光储联合发电运行模式的技术路线正确,技术方案先进可行,实现了新能源大规模友好并网,已达到设计指标。

此工程的另一大亮点就是建成了世界上规模最大的锂电池储能电站,记者在储能车间内看到,每个储能电站车间就像一间图书馆,里头摆放着90个“书柜”,每个“书柜”里,整齐码放着一个个黑匣子,这是由数量不等的电池组成的“模块”。这个世界上最大的多类型化学储能电站,由9个储能单元构成,共计有1402个这样的电池柜,单体电池27.4568万节。

值得一提的是,电站内所有各种型号的电池均为国产,同时实现多类型电池监控系统的集中管理、统一协调、实时调控,实现锂电池、液流电池、钠硫电池的统一监控,实现储能系统的平滑出力、跟踪计划、削峰填谷、调频等四大功能。

项目二期加速建设

一期示范工程为有效解决新能源大规模并网的世界性技术难题进行了突破性尝试。同时,通过开展二期工程扩建,深入发掘风光资源优势互补、集中打捆运行的特色模式,系统优化储能电池的运行控制,增加并网装机容量,扩大电网友好型新能源电站的示范效应;加强大范围风光互补发电系统并网特性研究,深化科技引领效应,探索风光储输与抽水蓄能联合运行控制模式,切实发挥其在提高电网接纳大规模新能源方面的示范引领用。

梁立新介绍,风光储输示范工程二期扩建工程已于今年6月份开工建设。根据规划,二期工程计划投资约为60亿元人民币,将新增风力发电装机容量40万千瓦、光伏发电装机容量6万千瓦和化学储能装置5万千瓦,总装机容量扩大到一期的4倍多。目前,二期工程风电场、光伏场地的场平工作也完成超过60%,工程主控楼顺利封顶。同时,建设者们也在积极施工,确保二期扩建工程首台风机、首批光伏、部分储能于2013年12月30日前投运。

风光储输示范工程是新能源创新发展的“代表作”,对新能源大规模集中并网的技术难题进行了成功探索,提高我国电网对大规模新能源的接纳能力,提升新能源综合利用水平,在落实国家能源战略、引领技术进步和促进经济发展上具有重要意义,工程二期的建设也为风光储的进一步大规模应用奠定了良好的基础。

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