中國儲能網(wǎng)訊：自去年12月25日國家風光儲輸示范工程投運以來，冀北電力有限公司風光儲輸示范電站有限公司總經(jīng)理閆忠平接待了很多政府領(lǐng)導(dǎo)、專家來到這里，考察工程在科技創(chuàng)新、推動新能源發(fā)展等方面的作用。很明顯，風光儲輸示范工程吸引人，在于它展現(xiàn)出耀眼的科技創(chuàng)新魅力。
創(chuàng)新的技術(shù)研發(fā)路徑
風光儲輸示范工程是目前世界上規(guī)模最大的集風電、光伏發(fā)電、儲能及智能輸電于一體的新能源綜合性示范項目，也是我國“金太陽示范工程”首個重點項目，由國家電網(wǎng)公司投資建設(shè)，冀北電力有限公司所屬風光儲輸示范電站有限公司負責運維?！八哪繕耸峭ㄟ^科技手段，讓‘不聽話的孩子’風電、光伏電等，變得像‘聽話的孩子’火電一樣穩(wěn)定可控，以便于大規(guī)模高效利用?！遍Z忠平說。
這是一道世界級難題，國內(nèi)外的科技人員開展了不同的嘗試，卻始終沒有形成一條公認的行之有效的路徑。示范工程的科研團隊從2009年開始進行研究，最終于2010年11月確定風光儲輸聯(lián)合優(yōu)化技術(shù)路線——“風光互補、儲能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”。
風光儲輸聯(lián)合優(yōu)化的技術(shù)路線屬世界首創(chuàng)，沒有先例可循。為了實現(xiàn)它，國家相關(guān)部委給予大力支持：由國家電網(wǎng)公司研究確立的7大課題全部被列入國家科技支撐計劃，其中兩項被列入國家863計劃。國家電網(wǎng)公司也對此給予高度重視：組建以中國電力科學研究院、國網(wǎng)電力科學研究院等單位在內(nèi)的科研團隊，開展聯(lián)合攻關(guān)。
2011年12月中旬，示范工程進入系統(tǒng)聯(lián)調(diào)階段，標志著包括聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)在內(nèi)的一系列成果研發(fā)成功，風光儲輸技術(shù)路線從理論轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實。
在示范工程基地控制中心，有一個顏色鮮艷的屏幕界面，紅、綠、藍、黃、橙五條曲線呈現(xiàn)在主界面上。工作人員解釋說，藍色代表風電出力，黃色代表光伏發(fā)電出力，橙色代表儲能電量變化。從屏幕可以看到，波動較大的藍、黃曲線，與橙色曲線互補后，變得平滑。綠色代表電站實際發(fā)電出力，正圍繞著紅色的發(fā)電計劃曲線小幅波動。這就是聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)工作時所呈現(xiàn)的一幅畫面。
工程總工程師雷為民說：“風電、光伏發(fā)電出力足夠時，可將多余的發(fā)電出力儲存到電池中；一旦風光出力不夠時，儲能系統(tǒng)就可以放出電量。而這一切，是通過這一控制系統(tǒng)實現(xiàn)的。它是整個風光儲電站的‘大腦’，可改善風電、光伏出力的波動性和間歇性，使之安全穩(wěn)定地并入電網(wǎng)運行?！?
聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)是風光儲輸技術(shù)路線的核心成果之一，而類似的成果還有很多。資料顯示，通過工程建設(shè)，科研人員共實現(xiàn)二十余項重大技術(shù)創(chuàng)新，申請專利數(shù)量56項（發(fā)明專利39項），發(fā)表論文61篇（國際論文29篇），申請軟件注冊權(quán)1項；獲得《新能源聯(lián)合發(fā)電并網(wǎng)運行控制標準》《大容量儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等重大知識產(chǎn)權(quán)，風光儲聯(lián)合發(fā)電互補機制及系統(tǒng)集成、高精度風光一體化發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)、電池儲能裝置大容量化及儲能系統(tǒng)電站化集成等核心技術(shù)成功實現(xiàn)工程化應(yīng)用。
“這些成就，大大提升了我國在新能源領(lǐng)域標準制定、技術(shù)選型和發(fā)展路線等方面的國際話語權(quán)。”雷為民評價說。
創(chuàng)新以安全質(zhì)量為基礎(chǔ)
科技創(chuàng)新工作并不是獨立進行的。工程建設(shè)過程中，建設(shè)單位還考慮到另一個重要問題：示范工程的安全質(zhì)量基礎(chǔ)——風電機組、光伏太陽能電池板以及儲能設(shè)備，應(yīng)該如何選型，確立怎樣的質(zhì)量標準？
“每一個元件的質(zhì)量都是有要求的?！崩诪槊裾f，無論是風機、太陽能光伏組件還是儲能設(shè)備的儲能單元，都有相應(yīng)的涉網(wǎng)要求，而且這些要求往往高于國家標準。譬如，示范工程要求風機不僅要滿足國家標準所規(guī)定的“低電壓穿越”功能，還要具備“高電壓穿越”功能。對于產(chǎn)品的使用年限和利用效率，在采購時也作出了具體規(guī)定。
對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格控制，保障了示范工程的建設(shè)質(zhì)量，確保了科技創(chuàng)新的順利開展。據(jù)工程基地工作人員回憶，今年5月，河北張家口地區(qū)某工廠接入新的電容器，導(dǎo)致當?shù)仉娋W(wǎng)電壓迅速升高，最高值達到風機額定最高電壓的1.2倍。電壓的大幅波動很容易造成風機切機，更何況電壓波動幅度如此之大。但是，由于示范工程在采購風機時，要求具備至少1.2倍的高電壓穿越能力，示范工程的元件產(chǎn)品最終化險為夷。
在保證產(chǎn)品質(zhì)量要求的同時，國家電網(wǎng)公司還考慮到另一個問題：產(chǎn)品采購的覆蓋面應(yīng)該多大？工程實際建設(shè)給出的答案是，盡可能多地采購不同企業(yè)的不同類型產(chǎn)品，讓示范工程成為我國新能源發(fā)電領(lǐng)域的自主創(chuàng)新和試驗示范平臺。
根據(jù)統(tǒng)計，在示范工程中，風機類型涵蓋5種，包括2000千瓦雙饋變速型風機、2500千瓦永磁直驅(qū)型風機、3000千瓦永磁直驅(qū)型風機、1000千瓦垂直軸風機以及5000千瓦大容量風機；光伏太陽能電池板組件包括多晶硅、單晶硅、非晶薄膜、背接觸式、高倍聚光5種類型，按照最佳傾角固定式、平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤、雙軸跟蹤等多種形式布置；儲能裝備則采用磷酸鐵鋰電池、鋰電池、液流電池，鈉硫電池等類型。根據(jù)統(tǒng)計，設(shè)備物資采購涉及金風科技、許繼、無錫尚德等46家新能源領(lǐng)域裝備制造企業(yè)。
“這個基地可以說是風電、光伏發(fā)電和儲能設(shè)備的大薈萃，匯集了這三類能源利用方式中各類工業(yè)化路線的裝置，幾乎涵蓋了當前風電、光伏發(fā)電和儲能領(lǐng)域的所有主流技術(shù)發(fā)展方向?！憋L光儲輸示范電站有限公司生產(chǎn)技術(shù)部主任劉漢民說。
這么做是有用意的。它意味著，無論未來哪種技術(shù)路線的產(chǎn)品脫穎而出，示范工程都能夠積累足夠的實驗數(shù)據(jù)，從而方便我國新能源大規(guī)模友好接入電網(wǎng)。同時，這也能夠為以后千萬千瓦級風電場并網(wǎng)提供技術(shù)鋪墊。
很多到示范工程考察的領(lǐng)導(dǎo)、專家都評價說，示范工程瞄準新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展前沿，著力破解大規(guī)模新能源并網(wǎng)瓶頸，責任重大，意義深遠。這是對國家電網(wǎng)公司在示范工程建設(shè)中取得的成就的肯定，必將進一步堅定公司通過科技創(chuàng)新破解新能源發(fā)展難題的信念。
