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国网冀北电力新能源装机占比超七成 冀北新型电力系统初见雏形

9月29日上午8时许,基于多元化应用的可再生能源规模化开发示范项目160兆瓦光伏工程项目首台光伏单元并网,冀北电网新能源总装机达到3576.5万千瓦,占统调装机比例达70.1%,电量占比达47.7%,居全国首位,新能源逐渐成为冀北电网的装机主体和电量主体,冀北电网清洁低碳这一新型电力系统核心特征愈发凸显,冀北区域内新型电力系统初见雏形,也为未来新型电力系统深入构建创造了有利条件。

国网冀北电力新能源装机占比超七成 冀北新型电力系统初见雏形(图1)


科技创新支撑高比例新能源并网消纳

从2012年年初至今,冀北电网新能源装机从427万千瓦增至3576.5万千瓦,总容量翻了三番。随着当地经济的发展以及新能源产业的爆发,无论是地区产业用电结构,还是电网的结构、形态均发生深刻变化。冀北电网正面临着新能源占比持续提升、绿电外送需求和数据中心等新型负荷高速增长的形势和挑战。

风电、光伏发电具有间歇性、波动性、随机性,保证其远距离外送和就地消纳在很多环节上都面临技术挑战,而且新能源比例越大,技术挑战也越大。那么在新能源装机超70%的冀北电网,是如何做到让高比例风、光资源能够稳定可靠的供给出来,从而助力新能源的大规模发展与飞跃呢?

国网冀北电力新能源装机占比超七成 冀北新型电力系统初见雏形(图2)

技术创新是推动新能源发展的有力保障。国网冀北电力有限公司充分发挥“两院、两中心和一公司”的技术创新体系优势,从科技创新和技术引领上,持续推动新能源相关重大项目落地。其中,作为科技创新主力军的国网冀北电科院,多年来在支撑重点示范工程,保障新能源并网消纳上不断进行技术创新,发挥了重要作用。

“面对新能源的大规模并网,一方面需要利用抽水蓄能、新型储能来解决新能源发电波动性带来的电力电量平衡问题,另一方面也需要对新能源发电能力和负荷变化进行预测,打造一个可调可控、双向互动的系统,以进一步增加新能源的消纳与送出,这也是电科院的重点工作之一。”国网冀北电科院副院长刘辉对北极星电力网说。

大规模新能源与储能的耦合发展,在冀北电网有天然优势。当前,作为国家级可再生能源示范区,张家口的可再生能源装机容量累计达3730.25万千瓦。被誉为全球最大“充电宝”的河北丰宁抽水蓄能电站也迎来5台机组投运,在9月5日当天消纳绿色清洁能源444万千瓦时,对支撑冀北电网可再生能源发电、并网以及送出环节的稳定可靠形成强力支撑。

国网冀北电科院依托“风光储并网运行技术国网公司重点实验室”、“机网协调运行仿真分析国网公司实验室”、“柔性直流输电运维检修技术冀北公司重点实验室”,聚焦新能源虚拟同步机、全电磁暂态建模仿真、“双高”电力系统运行控制、柔性直流输电运检技术等方向研究,依托创新成果提升电网安全稳定送出能力、新能源主动支撑能力、新能源发电、负荷侧用能预测能力,促进源网荷储互动,进一步提高可再生能源消纳水平。

国网冀北电力新能源装机占比超七成 冀北新型电力系统初见雏形(图3)

一个典型的例子是,国网冀北电科院通过技术创新构建了全电磁暂态仿真平台,对风电场中风机、光伏逐型号开展精细化建模,精准仿真分析提升新能源汇集系统稳定特性与送出能力。通过对锡盟特高压交直流、张雄特高压交流等涉及的93座新能源场站,及其20种光伏逆变器机型、84种风机机型和93种SVG机型进行精确建模,开展新能源送出能力校核和电网运行特性分析,指导新能源设备厂商针对性优化机组特性,分别提升锡盟特高压、张北特高压新能源送出能力133%、45%。

除科研创新外,国网冀北电力还持续加大电网通道建设和投入,截至目前,累计投资251亿元建成投运了一批大容量新能源输送通道。据北极星电力网了解,“十四五”国网冀北电力将再安排电网投资137亿元,规划建设2项1000千伏特高压、11项500千伏工程,进一步提升新能源外送能力,全力满足张家口和承德等新能源资源丰富地区的外送需求。


新型电力系统建设排头兵

“10年冀北,7年冬奥”。在绿色冬奥成功举办以及为之夯实基础的这7年中,国网冀北电力依托科技创新突破了一个又一个世界级难题,打造了多个国家级的重大代表性工程。

国网冀北电力新能源装机占比超七成 冀北新型电力系统初见雏形(图4)

迎战冬奥期间,国网冀北电力先后牵头承担了支撑低碳冬奥的智能电网综合示范工程、冬奥赛区100%清洁电力高可靠供应关键技术研究及示范项目两个国家级重点研究工作计划。

建成了多项国家级科技示范工程,如攻克组网技术空白、输电能力受限、运行可靠性低三大世界性难题、创造12项世界第一的张北可再生能源柔性直流电网示范工程,为冬奥绿电保障发挥了重要作用,现在每年能够向北京输送140亿千瓦时的清洁电,为全球范围内解决新能源大规模汇集外送提供了中国方案。

2017年12月,世界首座百兆瓦级新能源虚拟同步机示范工程在国家风光储输示范工程落地,该工程使新能源发电机组具备主动支撑电力系统频率和电压的功能,提升风电、光伏等新能源调频、调压等主动支撑能力,为新型电力系统建设打造“样板间”。目前项目成果已应用于国家风光储输示范工程以及天津、江苏、辽宁、青海等10余个省(自治区、直辖市)的多个新能源电站,虚拟同步机装备也出口至海外,提高了我国新能源装备自主创新水平和国际竞争力。

这些由国网冀北电力牵头,多单位共同攻关完成的重大示范工程,彰显着科技创新、技术引领在新能源发展道路上至关重要的推动作用。

国网冀北电力新能源装机占比超七成 冀北新型电力系统初见雏形(图5)

在促进能源转型的过程中,能源体系也在发生系统性、根本性变革,新型电力系统在技术基础、运行机理和功能形态上都将发生深刻变化。国网冀北电力在新型电力系统的科技攻关上已经勇敢踏入了“无人区”,支撑引领张家口新型电力系统示范区和各地市特色示范工程建设。“我们面临的技术挑战是划时代的,是空前的,国网冀北电科院未来将竭尽全力回答好三个问题——怎么让电网能够更加适应新能源特点,怎么让火电、储能、负荷等发挥灵活调节作用,怎么让新能源对电网具有一定主动支撑能力”。国网冀北电科院科技部主任龙凯华在向北极星电力网介绍科研工作时说。

新能源占比突破七成大关,对国网冀北电力而言不但是一个重要的“里程碑”时刻,也意味着一个全新的开始——预计到“十四五”末,冀北新能源装机容量将达7260万千瓦。面对风光大发展趋势,国网冀北电力扛牢能源转型责任,发挥科技创新“排头兵”作用,努力打造新型电力系统示范,积极为全国可再生能源发展、构建“十四五”现代能源体系做出新的贡献。

未来十年,冀北将更加精彩。


(文章内容整理来源于网络)


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