風能出張北 綠電送北京

北京的燈正在被張北的風點亮。

張北壩上草原位于北京西北方向約200公里。近日，筆者在這里看到，草原顏色已經(jīng)變成嫩綠。與無邊無際的草原一起鋪陳開來的是高大的白色風車，星羅棋布，連綿不絕。隨著風車緩緩轉動，巨量的風能轉化為電能。通過電網(wǎng)，這些能量不斷輸送到北京等地。

國網(wǎng)北京市電力公司延慶換流站的員工檢查張北柔性直流電網(wǎng)輸變電設備。（資料片） 新華社記者 李欣攝

張北柔性直流電網(wǎng)工程每年可向北京輸送140億千瓦時的清潔電力，相當于北京年用電量的1/10

“充分發(fā)揮張家口豐富的風、光自然資源優(yōu)勢，不斷加大新能源開發(fā)利用力度，自冬奧會籌辦以來，國網(wǎng)冀北電力有限公司秉持‘綠色、共享、開放、廉潔’的辦奧理念，認真貫徹習近平總書記關于冬奧工作的系列重要指示批示精神，全面落實黨中央決策部署，建設運營張北柔性直流電網(wǎng)工程，持續(xù)開展跨區(qū)域綠電交易，讓綠色能源供得上、送得出、用得好?！闭f起張北新能源利用，國網(wǎng)冀北電力有限公司冬奧辦副主任雷為民如此表示。

張北一場風，從春刮到冬。張北縣距張家口市區(qū)45公里，與張家口市區(qū)的最大海拔落差達1000米以上，地理位置高低形成的懸殊溫差導致空氣在這里形成強對流。張北也成為蒙古高原冷空氣進入華北平原的主要氣流通道。這些因素導致張北風資源異常豐富，儲量在2000萬千瓦以上。

在現(xiàn)場，我們切實體會到了風的力量。張北的風推動2兆瓦的風機以額定速度轉一圈需要3秒左右。在此過程中，風機約可以發(fā)出2千瓦時電。按此計算，每天每臺連續(xù)運轉的該種風機可發(fā)電5.76萬千瓦時。按照每輛新能源車每百公里耗電15千瓦時計算，這些電能可供一輛新能源車輛行駛超過38萬公里。

看似美好的風電以前卻是無法馴服的巨獸。受自然風速變化影響，風電的特點是發(fā)電功率不受人控制。但電力并入電網(wǎng)必須穩(wěn)定，不穩(wěn)定的電流，可能導致電網(wǎng)癱瘓。因此，解決新能源并網(wǎng)成了風電利用的最大瓶頸。

2015年7月，國務院正式批復《河北省張家口市可再生能源示范區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，同意設立張家口可再生能源示范區(qū)。該規(guī)劃還提到，通過張北可再生能源示范項目，把張家口張北地區(qū)的風轉化為清潔電力，并入冀北電網(wǎng)，輸向北京等地。

2020年6月，新能源利用的關鍵項目——張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程正式投運，通過該項目，清潔的電力匯聚到位于張北縣的換流站，然后從這里輸向北京，點亮萬家燈火。

作為北京冬奧會清潔能源配套項目之一，這一工程成功將張家口上百家風電場、數(shù)千家光伏電站連成一個有機整體，并成功“上網(wǎng)”，實現(xiàn)了綠電的全部接入、消納和輸送。

“張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程像一輛行駛在電網(wǎng)中的‘超級貨車’，能精準控制方向與速度，將不穩(wěn)定的風電穩(wěn)妥送到終端。”國網(wǎng)冀北電力有限公司相關負責人介紹，該工程每年可向北京輸送140億千瓦時的清潔電力，相當于北京年用電量的1/10，每年節(jié)約標準煤490萬噸，減排二氧化碳1280萬噸。工程背后，是施工人員28個月、800多天的日夜付出和堅守。

從全國范圍看，該工程也意義重大。該工程是目前國內(nèi)唯一全部接入超大規(guī)模并輸送綠色電力的電網(wǎng)，采用目前全球最先進的輸電技術，發(fā)電過程中不產(chǎn)生任何對環(huán)境有害的物質，能夠有效解決張北可再生能源送出與消納問題。

該工程還探索出了新能源消納的新模式，就近解決了首都燃氣電廠替代問題，極大改善了環(huán)境質量。

進一步的探索也已成功。

2021年8月30日，新能源組網(wǎng)系統(tǒng)及涉網(wǎng)性能試驗在位于張北的國家風光儲輸示范工程試驗基地完成。本次試驗的成功，探索出了一條真實工況下研究新能源組網(wǎng)的新路徑，為新能源設備集群運行交互特征及系統(tǒng)穩(wěn)定性研究提供了試驗平臺，進一步支撐新能源電源實現(xiàn)從并網(wǎng)到組網(wǎng)的技術跨越。

為了更好駕馭新能源，國網(wǎng)冀北電力有限公司依托國家風光儲輸示范工程，充分發(fā)揮風光儲公司、電科院等單位科研攻關優(yōu)勢，持續(xù)在風光儲設備狀態(tài)評估及智能運維技術、風光儲并網(wǎng)性能優(yōu)化技術等方面加大攻關力度，并在虛擬同步機、大規(guī)模新能源并網(wǎng)、儲能電池梯次利用等多個技術方向實現(xiàn)突破。

2021年11月12日，國網(wǎng)冀北電力有限公司對張北柔直線路首次開展直升機帶電作業(yè)，填補了相關技術空白。

截至2022年3月底，該工程共為北京輸送60.18億千瓦時電能。

除綠電輸送電網(wǎng)外，一張看不見的綠電交易網(wǎng)也在發(fā)揮著重要作用

3月13日，北京2022年冬殘奧會在國家體育場圓滿落幕。至此，國網(wǎng)冀北電力有限公司圓滿完成北京2022年冬奧會、冬殘奧會保電任務，兌現(xiàn)了供電保障和疫情防控兩個萬無一失的莊嚴承諾。

從2月2日全面展開賽時保障到3月13日冬殘奧會閉幕，國網(wǎng)冀北電力有限公司日均投入1.3萬余名保電人員、2900余臺車輛、49臺應急發(fā)電車，對9座競賽非競賽場館、118條輸電線路、40座變電站換流站等實施保障。

“冬奧賽事對電能可靠的要求非常高，比如賽事計時計分、賽事轉播等，綠電都穩(wěn)穩(wěn)地扛起了這些重任。綠電通過大電網(wǎng)輸送到賽區(qū)之后，還要經(jīng)過臨電這個重要的環(huán)節(jié)才能被真正應用起來?！崩诪槊裾f。

無論是賽時的場館靈活供電還是對成千上萬居民和企業(yè)用戶的供電，電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力都發(fā)揮了重要作用。

綠電能輸送，也得能調(diào)節(jié)，才能保障電力平穩(wěn)可靠輸出。2021年12月30日，河北豐寧抽水蓄能電站投產(chǎn)發(fā)電。作為張北柔直工程重要的調(diào)節(jié)站點，鄰近該蓄能電站的阜康換流站依托抽水蓄能電站“充電寶”的特點，根據(jù)負荷情況，對整個電力系統(tǒng)運行進行調(diào)節(jié)。當送出的電量有剩余時，換流站等設施利用剩余電能將水抽至水庫儲存，當電力緊缺時，電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)放水發(fā)電，及時補充電量，保障了電力平穩(wěn)輸出。

看得見的綠電輸送電網(wǎng)外，一張看不見的綠電交易網(wǎng)也在發(fā)揮著重要作用。

“綠電交易”是指在綠電交易平臺上，電力用戶通過電力交易的方式，從綠色電網(wǎng)與發(fā)電企業(yè)那里購買風電、光伏發(fā)電等新能源電量。

綠電交易機制是北京冬奧會和冬殘奧會的創(chuàng)新之舉。

為了讓冬奧會用上張家口的綠電，河北省發(fā)改委積極與北京冬奧組委溝通對接，研究出臺了《張家口零碳冬奧綠色電力交易實施辦法》和《張家口四方協(xié)作機制用戶準入規(guī)定》，明確規(guī)定了張家口冬奧場館準入注冊和電力交易組織的操作流程。

河北省發(fā)改委還會同華北能源監(jiān)管局出臺了《京津冀綠色電力市場化交易規(guī)則》，明確張家口新能源企業(yè)綠電外送北京冬奧場館的交易流程，在政策層面為冬奧綠電交易提供了充足依據(jù)。

大力落實相關制度，綠色電力交易進展順利。截至4月初，國網(wǎng)冀北電力有限公司已組織外送北京場館綠電交易3.75億千瓦時。

“在綠電交易中，我們發(fā)現(xiàn)，用電企業(yè)愿意為綠色電力的‘環(huán)境價值’買單，通過消費綠色電力實現(xiàn)了清潔用能，踐行了社會責任，同時提升了品牌形象和市場競爭力。另一方面，綠色電力在電力市場中所體現(xiàn)的環(huán)境價值，已經(jīng)精準傳導至新能源企業(yè)，引導并激勵了新能源的相關投資，推動新能源產(chǎn)業(yè)進一步健康發(fā)展。我們正同有關部門合作研究綠電交易制度，希望通過進一步的制度創(chuàng)新把更多的綠色電力送往北京，助推‘雙碳’目標如期實現(xiàn)。”國網(wǎng)冀北電力有限公司相關負責人介紹。 （河北日報記者 曹 智 通訊員 高得蓮 石佳）