國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程自2011年12月25日投運(yùn)至今，運(yùn)行狀況如何，在破解新能源并網(wǎng)難題方面有何進(jìn)展……帶著一系列問(wèn)題，近日，記者進(jìn)行了實(shí)地探訪。

目標(biāo)：

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(jìn)風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程綜合樓，記者就看到了這句話。國(guó)網(wǎng)新源張家口風(fēng)光儲(chǔ)示范電站有限公司的梁立新說(shuō)，這既是工程的目的，也是工程的愿景。

近幾年，我國(guó)新能源發(fā)展迅速，2012年6月，并網(wǎng)風(fēng)電達(dá)5258萬(wàn)千瓦，超過(guò)美國(guó)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(shì)卻不容樂(lè)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(gè)技術(shù)問(wèn)題：調(diào)峰問(wèn)題是指由于風(fēng)力不穩(wěn)，要實(shí)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(fēng)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(fēng)機(jī)中的電子設(shè)備帶來(lái)諧波污染，影響電能質(zhì)量。

顯而易見(jiàn)，不解決這些問(wèn)題，新能源就無(wú)法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。

破題的重任交到國(guó)家電網(wǎng)公司手中。2009年4月，公司啟動(dòng)風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，一期建設(shè)風(fēng)電9.85萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電4萬(wàn)千瓦、儲(chǔ)能裝置2萬(wàn)千瓦。

工程意義重大，從項(xiàng)目選址可見(jiàn)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(fēng)電可開(kāi)發(fā)規(guī)模達(dá)到500萬(wàn)千瓦以上，但當(dāng)?shù)刎?fù)荷量較小，電能必須遠(yuǎn)距離輸送至京津唐電網(wǎng)負(fù)荷中心。梁立新說(shuō)：“這些都與我國(guó)新能源開(kāi)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(yùn)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(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程著力探索一種世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行模式，通過(guò)風(fēng)、光、儲(chǔ)的七種組合發(fā)電方式，與平滑出力、跟蹤計(jì)劃、系統(tǒng)調(diào)頻、削峰填谷四種功能的結(jié)合，實(shí)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(yùn)行方式。

整個(gè)工程的運(yùn)行，均在聯(lián)合發(fā)電全景監(jiān)測(cè)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(fēng)+光和風(fēng)+光+儲(chǔ)兩種組合發(fā)電方式曲線圖對(duì)比鮮明。前者中曲線波動(dòng)幅度較大，后者的波動(dòng)幅度則明顯平緩。“風(fēng)機(jī)和光伏出力波動(dòng)頻繁，曲線波動(dòng)得比較厲害。但投入了部分儲(chǔ)能裝置后，出力變平滑了，曲線也相應(yīng)變得平緩了。通過(guò)控制系統(tǒng)，我們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的運(yùn)行情況。風(fēng)小了，發(fā)出的電不足，太陽(yáng)能就會(huì)頂上來(lái)，如果還不夠，就可以投入適量的儲(chǔ)能裝置。在風(fēng)、光條件比較好的情況下，多發(fā)的電則會(huì)被儲(chǔ)能裝置吸收。”風(fēng)機(jī)專(zhuān)責(zé)朱斯介紹說(shuō)。

運(yùn)行人員吳寒登錄聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)，點(diǎn)擊“風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)視”目錄，頁(yè)面瞬間一分為二，左側(cè)呈現(xiàn)出小東梁和孟家梁風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)圖標(biāo)，右側(cè)則顯示每臺(tái)風(fēng)機(jī)的相關(guān)參數(shù)。記者詢問(wèn)：“今天，這些風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況怎么樣?”吳寒指著編號(hào)為F025的風(fēng)機(jī)圖標(biāo)說(shuō)：“這臺(tái)風(fēng)機(jī)是2500千瓦的，它現(xiàn)在的有功功率在2300千瓦至2400千瓦之間波動(dòng)，情況還不錯(cuò)。”當(dāng)天，小東梁的24臺(tái)風(fēng)機(jī)停運(yùn)檢修。“現(xiàn)在是枯風(fēng)期，張北這邊秋冬風(fēng)大，我們得讓設(shè)備在盛風(fēng)期到來(lái)之前保持良好的狀態(tài)。”吳寒說(shuō)。

記者了解到，工程投運(yùn)至今，聯(lián)合發(fā)電控制系統(tǒng)等科研創(chuàng)新成果第一時(shí)間實(shí)現(xiàn)了工程化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電功率和光伏電站功率的高精度預(yù)測(cè)，具備了低電壓穿越能力……這些都表明：風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行模式可行，為新能源大規(guī)模并網(wǎng)探索了一條可行路徑。

效益：

輸送清潔能源與不斷創(chuàng)新

記者采訪當(dāng)天，張北飄起小雨，氣溫也驟降至十幾攝氏度，示范工程發(fā)電40余萬(wàn)千瓦時(shí)。朱斯告訴記者：“在天氣條件好的情況下，這個(gè)數(shù)值能達(dá)到100多萬(wàn)千瓦時(shí)，平均有70萬(wàn)~80萬(wàn)千瓦時(shí)。”據(jù)了解，截至目前，示范工程已累計(jì)輸送電能4.2億千瓦時(shí)。

效益并不僅僅體現(xiàn)在電量上。在示范工程這個(gè)廣闊的平臺(tái)上，電網(wǎng)企業(yè)、新能源裝備制造企業(yè)和科研院所形成合力，共同攻克新能源并網(wǎng)這個(gè)世界性的難題，很多和朱斯一樣年輕的科研人員，在這里成長(zhǎng)、成熟。朱斯2010年大學(xué)畢業(yè)后就來(lái)到這里，除了日常的風(fēng)機(jī)維護(hù)運(yùn)行工作，他相當(dāng)一部分時(shí)間花在了科研上。朱斯說(shuō)，工程運(yùn)行至今，已經(jīng)具備低電壓穿越能力，他們目前正在進(jìn)行高電壓穿越能力試驗(yàn)。

今年5月，由國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司承擔(dān)編制的公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維系列標(biāo)準(zhǔn)》送審稿通過(guò)專(zhuān)家評(píng)審，其中涵蓋了調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行、狀態(tài)評(píng)估、狀態(tài)檢修及技術(shù)監(jiān)督全過(guò)程的6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，不僅為示范工程運(yùn)行提供了標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，也填補(bǔ)了我國(guó)新能源發(fā)電運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)空白。

今年6月開(kāi)工建設(shè)的示范工程二期，將新增風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量40萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電裝機(jī)容量6萬(wàn)千瓦和化學(xué)儲(chǔ)能裝置5萬(wàn)千瓦。梁立新說(shuō)，二期總裝機(jī)容量是一期的4倍多，等工程完工后，將形成規(guī)模效應(yīng)。根據(jù)公司要求，在此基礎(chǔ)上，還將產(chǎn)出持續(xù)的科研成果，進(jìn)一步破解大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)難題。