除了熱鬧的音樂節(jié)，坐落于張北的國家電網風光儲輸示范工程，也逐漸被人們熟知。這個致力于破解大規(guī)模新能源集中并網運行技術難題的國家級示范性工程，正逐漸成為張北的新名片。
落戶張北事出有因
8月中旬的北京，暑熱未消，但距離京城200公里左右的張北卻已涼氣逼人。
沿京藏高速驅車北上，路上除了運貨的卡車，就是前往張北草原避暑的人們。逐漸闖入人們眼簾的風車，提示了大家已經進入張北地區(qū)。藍天白云下，一座座挺拔的風機，一排排耀眼的太陽能光伏電池板——這里便是國家電網風光儲輸示范電站。
登上國家風光儲輸示范電站四層主樓樓頂，一陣陣涼風襲來。電站綜合服務處副主任梁立新指著遠處的風機和光伏電池板，向記者介紹起這塊“新能源試驗田”的前世今生。
2009年4月29日，科技部、財政部、國家能源局在國家電網公司召開了“金太陽工程”協(xié)調會。會議確定，由國家電網公司牽頭，規(guī)劃建設1～2個100兆瓦級標志性示范項目，探索解決風電和光電的并網問題。國家風光儲輸示范電站工程由此啟動。
工程落戶張北，則緣于張北這片土地的獨特資源稟賦。“壩上一場風，從春刮到冬”是這里最真實的寫照。這里距北京只有2小時車程，是河北省日照條件最好的縣之一，年平均日照時數(shù)2897.8小時，全年活動積溫2448℃，年平均7級以上大風日數(shù)30天左右。
近年來，隨著新能源產業(yè)的快速崛起，張北因為良好的風能和陽光吸引了大批新能源開發(fā)商。以張北為重點的冀北地區(qū)，不僅成為國家批復的首批千萬千瓦級風電基地之一，同時還涌現(xiàn)出一大批太陽能光伏電站。
但另一方面，由于當?shù)厝丝谏伲洕A較弱，用電量有限，大量的風電和光伏發(fā)電必須通過高電壓、遠距離輸送至京津唐電網負荷中心消納。而風電和光伏發(fā)電因天氣變化等原因，出力忽大忽小，時有時無，在沒有足夠數(shù)量的其他電源匹配調峰的情況下，并網時往往會導致電網運行不穩(wěn)定。這也是當前一些地區(qū)“棄風”與“棄光”現(xiàn)象嚴重的原因之一。
“種種因素的匯集，使張北成為最具備新能源開發(fā)利用特征的地區(qū)，在破解電網接納大規(guī)模新能源技術難題上具有典型性和代表性。”梁立新告訴記者，“正因如此，國家風光儲輸示范工程最終選址和落戶張北。”
示范效應逐漸顯現(xiàn)
進入光伏電站東區(qū)，猶如進入了一片蔚藍色的海洋。5個藍色的高倍聚光電池向日葵一般，同時朝著太陽的方向。
“光伏電站總裝機容量4萬千瓦，分為示范區(qū)和試驗區(qū)，區(qū)域面積近1800畝，是國家‘金太陽’工程中建設規(guī)模最大的大型并網光伏電站。其中，光伏電站東區(qū)為試驗區(qū)，裝機容量1.2萬千瓦。目前國內所有類型的光伏板都能在試驗區(qū)找到，包括多晶硅、單晶硅、非晶薄膜、背接觸式光伏組件和高倍聚光電池，跟蹤布置方式涵蓋最佳傾角固定式、平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤和雙軸跟蹤。”電站光伏負責人張改利告訴記者。
張改利說，多樣化的太陽能電池、逆變器和跟蹤方式將實現(xiàn)多模式的運行數(shù)據(jù)的比對，可分析驗證不同類型太陽能電池、逆變器和跟蹤方式的運行效率，積累寶貴的運行數(shù)據(jù)，可為國家推動太陽能產業(yè)發(fā)展提供可信賴的數(shù)據(jù)支撐。
在電站控制中心的中央大屏幕上，記者可以直觀地看到，波動較大的藍色曲線(代表風電出力)和黃色曲線(代表光伏發(fā)電出力)，經橙色曲線(代表儲能即蓄電池電量變化)“填平補齊”后，變成了平滑的綠色曲線(代表電站實際發(fā)電出力)。
電站風機專門負責人朱斯告訴記者，“這里是整個風光儲電站的‘大腦’，當風電、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，是通過聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制系統(tǒng)實現(xiàn)的。它可改善風電、光伏出力的波動性和間歇性，使之安全穩(wěn)定地并入電網運行。”
記者在采訪中了解到，目前影響新能源大規(guī)模并網的三大技術瓶頸主要有：一是調峰問題，需建設大量的備用容量和調峰電源。二是電力安全問題，風電和光電出力多變和瞬間沖擊，影響電網的暫態(tài)穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定性。三是電能質量問題，風電和光電大規(guī)模并網常常會引起電壓水平降低，風機中的電子設備會帶來諧波污染，影響電能質量。
“風光儲輸聯(lián)合優(yōu)化的技術路線屬世界首創(chuàng)，沒有先例可循。我們做的每一件事情都是世界首創(chuàng)。”在電站控制中心，梁立新告訴記者，電站二期工程還將一如既往地致力于解決以風電、光伏發(fā)電為代表的新能源大規(guī)模集中并網、集成應用。
“這是一道世界級難題，沒有捷徑可走。”梁立新說。
