目標:
破解新能源并網(wǎng)難題
“致力破解新能源并網(wǎng)難題,示范引領(lǐng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”一進風光儲輸示范工程綜合樓,記者就看到了這句話。國網(wǎng)新源張家口風光儲示范電站有限公司的梁立新說,這既是工程的目的,也是工程的愿景。
近幾年,我國新能源發(fā)展迅速,2012年6月,并網(wǎng)風電達5258萬千瓦,超過美國躍居世界第一。
與新能源的蓬勃發(fā)展相比,新能源大規(guī)模并網(wǎng)形勢卻不容樂觀,面臨電力系統(tǒng)調(diào)峰、電力系統(tǒng)安全、電能質(zhì)量三個技術(shù)問題:調(diào)峰問題是指由于風力不穩(wěn),要實現(xiàn)電力平穩(wěn)輸出,需要建設(shè)大量的備用容量和調(diào)峰電源;電力系統(tǒng)安全是指風電、光伏出力多變和瞬間沖擊,影響電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定性;電能質(zhì)量則是指新能源大規(guī)模并網(wǎng)引起電壓水平降低,風機中的電子設(shè)備帶來諧波污染,影響電能質(zhì)量。
顯而易見,不解決這些問題,新能源就無法實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。
破題的重任交到國家電網(wǎng)公司手中。2009年4月,公司啟動風光儲輸示范工程,一期建設(shè)風電9.85萬千瓦、光伏發(fā)電4萬千瓦、儲能裝置2萬千瓦。
工程意義重大,從項目選址可見一斑。工程所在地張北縣是河北省日照條件最好的縣之一,風電可開發(fā)規(guī)模達到500萬千瓦以上,但當?shù)刎摵闪枯^小,電能必須遠距離輸送至京津唐電網(wǎng)負荷中心。梁立新說:“這些都與我國新能源開發(fā)利用的基本特征相符,在破解電網(wǎng)接納大規(guī)模新能源技術(shù)難題上具有典型性和代表性。”
運行:
聯(lián)合發(fā)電控制系統(tǒng)“掌控全局”
不同于單純的發(fā)電、輸電,風光儲輸示范工程著力探索一種世界首創(chuàng)的風光儲輸聯(lián)合發(fā)電運行模式,通過風、光、儲的七種組合發(fā)電方式,與平滑出力、跟蹤計劃、系統(tǒng)調(diào)頻、削峰填谷四種功能的結(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。
整個工程的運行,均在聯(lián)合發(fā)電全景監(jiān)測與綜合控制系統(tǒng)的控制之下。在工程控制中心的中央大屏幕上,風+光和風+光+儲兩種組合發(fā)電方式曲線圖對比鮮明。前者中曲線波動幅度較大,后者的波動幅度則明顯平緩。“風機和光伏出力波動頻繁,曲線波動得比較厲害。但投入了部分儲能裝置后,出力變平滑了,曲線也相應變得平緩了。通過控制系統(tǒng),我們可以實時監(jiān)測風電場和光伏電站的運行情況。風小了,發(fā)出的電不足,太陽能就會頂上來,如果還不夠,就可以投入適量的儲能裝置。在風、光條件比較好的情況下,多發(fā)的電則會被儲能裝置吸收。”風機專責朱斯介紹說。