北京2022年冬季奧運會的步伐日漸稠密，本屆冬奧會最大的亮點與宣傳點莫過于100%綠電全覆蓋，在我國可再生能源迅猛發(fā)展、“雙碳”目標(biāo)堅定不移、新型電力系統(tǒng)探索前進的當(dāng)下，本屆冬奧會在保電供電方面的的示范意義不言而喻。
當(dāng)新型電力系統(tǒng)遇上2022年冬季奧運會——100%綠電是基礎(chǔ)、源荷協(xié)同是要求、智能互動是趨勢、堅強電網(wǎng)是保障。正是基于以上需求，國網(wǎng)冀北電力充分發(fā)揮張家口地區(qū)資源稟賦和前期示范的基礎(chǔ)，從“源-網(wǎng)-荷-儲”全方面打造了一個張北特色的新型電力系統(tǒng)地區(qū)級樣板，在服務(wù)冬奧會的同時，推動新型電力系統(tǒng)在張家口可再生能源示范區(qū)落地。
“源”端典范——源網(wǎng)深度融合
位于張北縣的國家風(fēng)光儲輸示范電站是國網(wǎng)冀北電力打造的新型電力系統(tǒng)“源”端典范，高比例可再生能源裝機使其成為我國最大的風(fēng)光儲輸示范工程。電站擁有500MW風(fēng)電裝機、100MW光伏裝機以及70MW儲能裝置，在智能電網(wǎng)技術(shù)框架下，以“風(fēng)光互補、儲能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”為目標(biāo)，打造了一張新能源領(lǐng)域的“國家名片”。
之所以稱之為“源”端典范，不僅在于示范工程高比例的可再生能源裝機，還在于其對并網(wǎng)、輸電環(huán)節(jié)智能可控。示范工程采用全球首創(chuàng)的“風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電”技術(shù)路線，實現(xiàn)“智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺”在新能源場站監(jiān)控系統(tǒng)的首次應(yīng)用，優(yōu)化協(xié)調(diào)風(fēng)光儲各系統(tǒng)運行狀態(tài)，減小風(fēng)電和光伏發(fā)電功率大幅度、高頻率波動，提高電網(wǎng)接納風(fēng)電和光伏電源能力，實現(xiàn)風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的全景監(jiān)測和綜合控制，真正意義上實現(xiàn)了以可再生能源為主的電源端與電網(wǎng)端的友好互動。
國家風(fēng)光儲輸示范電站
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值得一提的是，國家風(fēng)光儲輸示范工程不但是新型電力系統(tǒng)發(fā)展背景下的電源端樣板工程，其風(fēng)光發(fā)電設(shè)備也堪稱新能源界的百科全書。該工程安裝5種不同技術(shù)類型的光伏組件、6類采光跟蹤系統(tǒng)支架、單機500千瓦、630千瓦的2種逆變器；風(fēng)電機組覆蓋2-5MW的直驅(qū)型、雙饋型風(fēng)電機組，包含1MW垂直軸風(fēng)機在內(nèi)多種整機設(shè)備。
可以說，國家風(fēng)光儲輸示范工程破解了大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用的世界性難題，為未來新型電力系統(tǒng)所面臨的高比例可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)提供了技術(shù)和經(jīng)驗積累。同時，近60萬千瓦可再生能源裝機也在不久的將來投入冬奧會供電工作中，進一步以靈活的理念、領(lǐng)先的技術(shù)迎接2022年冬奧會供電大考。
“多能互補”微電網(wǎng)助冬奧交通樞紐綠色運行
新型電力系統(tǒng)的顯著特點之一是以新能源、或者說可再生能源為電源主體，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)源端與負荷端的柔性互動、互補互濟。在2022冬奧會中，“崇禮冬奧專區(qū)多能互補微電網(wǎng)示范工程”將為冬奧專區(qū)交通樞紐站提供高可靠性綠電供應(yīng)及電能管理，成為新型電力系統(tǒng)的網(wǎng)格化應(yīng)用示范之一。
該微電網(wǎng)工程由全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、國網(wǎng)冀北電力等單位牽頭實施，坐落于崇禮東奧專區(qū)交通樞紐站，以柔性變電站為能量管理樞紐，構(gòu)建了涵蓋風(fēng)光、儲能、新能源汽車充電樁等多能互補的交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)。系統(tǒng)接入1.26MW王子溝光伏電站，配置700kwh儲能，與外來綠電相結(jié)合為交通樞紐重要的負荷提供可靠的、100%的清潔能源供電，實現(xiàn)分布式電源就地消納和“源-網(wǎng)-荷-儲”智能化互動。
“崇禮冬奧專區(qū)多能互補微電網(wǎng)示范工程”有三大核心技術(shù)，一是微電網(wǎng)系統(tǒng)控制與模式切換技術(shù)，可保證多電源切換過程中母線電壓穩(wěn)定，做到“零閃動、零感知”；二是微電網(wǎng)故障隔離與恢復(fù)技術(shù)，將微電網(wǎng)分為多個功能區(qū)，故障期間保障負荷供電不間斷；第三則是需要重點關(guān)注的多端口柔性變電站關(guān)鍵裝備。
多端口柔性變電站關(guān)鍵裝備即電站換流閥。該裝備首創(chuàng)三相一體式“井”字形布置的子模塊外絕緣機構(gòu)，以高頻變壓器為中心分成4個獨立絕緣分區(qū)，布置四個不同電位的功率子單元，實現(xiàn)了換流閥模塊的緊湊化設(shè)計，大幅提升功率密度，實現(xiàn)了多端口一體化集成，以及在重要負荷綠色供電場景下的應(yīng)用。
柔性變電站換流閥
目前，崇禮冬奧專區(qū)多能互補微電網(wǎng)示范工程已正式封頂，啟用后每天可送電一萬余千瓦時。在不久的將來，行業(yè)將見證這個“五臟俱全”的微電網(wǎng)系統(tǒng)為冬奧會期間的綠色交通提供保質(zhì)保量的電能供應(yīng)與服務(wù)。
多項工程護航冬奧“保電”重任
進入冬奧會核心區(qū)域，張家口賽區(qū)臨時電力施工項目正在如火如荼建設(shè)中。兩條落差為136.2米和114.7米雪道以及周邊4座競賽場館、5座非競賽場館、轉(zhuǎn)播用電、保障人員的生活用電、觀眾用電都由臨電系統(tǒng)提供。
“雪如意”周邊臨電系統(tǒng)建設(shè)中
為此，國網(wǎng)冀北電力抽調(diào)了500多名技術(shù)骨干組成了冬奧臨電施工團隊，從6月份進駐現(xiàn)場，克服重重施工困難。目前10kV電纜敷設(shè)、箱變安裝工程已完成，0.4kV低壓電纜敷設(shè)、終端箱安裝等工作正在進行中，整個臨電工程即將于11月底調(diào)試驗收。
在冬奧核心區(qū)域的110kV奧雪變電站中，作為最前端指揮系統(tǒng)，冬奧現(xiàn)場分指揮部保障平臺也起到了重要作用，系統(tǒng)平臺作為現(xiàn)場指揮部的主要技術(shù)支撐系統(tǒng)，集成了場館配網(wǎng)采集、公網(wǎng)配網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、主網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控和D5000等業(yè)務(wù)系統(tǒng)14套，綜合應(yīng)用北斗定位、智能機器人、智能鎖具、單兵裝備等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)與場館的智能監(jiān)控、資源全網(wǎng)調(diào)配、指揮實時穿透等業(yè)務(wù)流程的高效貫通和有序運轉(zhuǎn)，確保賽事供電保障萬無一失。
核心區(qū)域外，張北柔性直流電網(wǎng)工程也在爭分奪秒為冬奧會綠電供應(yīng)做足前期工作。國慶前夕，位于張北草原上的±500千伏中都換流站首次停電檢修工作進入尾聲，這項擁有“十二項世界第一”稱號的電網(wǎng)工程，為期89天的首次停電檢修即將結(jié)束，超過1300名運檢人員將完成13個直流專業(yè)、17816項檢修試驗。
中都換流站是張北柔性直流電網(wǎng)工程的重要送端變電站，能夠?qū)埍钡貐^(qū)的清潔風(fēng)能通過工程四端環(huán)網(wǎng)源源不斷的輸送到首都北京，助力北京26個冬奧場館實現(xiàn)100%清潔能源供應(yīng)。
中都換流站
在國家雙碳目標(biāo)及新型電力系統(tǒng)建設(shè)的大背景下，依托張家口豐富的可再生能源稟賦，國網(wǎng)冀北電力聯(lián)合張家口市政府積極打造新型電力系統(tǒng)示范區(qū)，再有100多天，系統(tǒng)中的各個典型工程將在冬奧會中全面落地并接受檢驗。
值得關(guān)注的是，9月29日，張家口可再生能源示范區(qū)能源大數(shù)據(jù)中心正式揭牌，助力張家口示范區(qū)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)邁入新階段。未來，國網(wǎng)冀北電將進一步打造四大示范，即適應(yīng)高比例新能源的送端電網(wǎng)發(fā)展示范、適應(yīng)高滲透率分布式電源友好接入的智能配電網(wǎng)發(fā)展示范、適應(yīng)高內(nèi)聚需求的源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展示范和適應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展示范；并在“十四五”期間進一步提升“張家口新型電力系統(tǒng)示范區(qū)”可再生能源裝機占比由76.3%上升至90%、可再生能源消費占比從30%提升至45%；聯(lián)合“塞罕壩生態(tài)能源和諧共贏示范區(qū)”、“秦皇島低碳智能供電示范區(qū)”兩大示范區(qū)域，形成規(guī)模化示范效應(yīng)，推動新型電力系統(tǒng)在區(qū)域內(nèi)的落地，為國內(nèi)建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供經(jīng)驗與借鑒。
