國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程：清潔能源發(fā)展的樣本

示范引領(lǐng)效果顯著

清潔能源“試驗(yàn)田”建設(shè)成果豐碩

走進(jìn)示范工程，張北壩上草原那高高聳立的白色風(fēng)機(jī)和閃閃發(fā)光的光伏板，與藍(lán)天碧野交相輝映，與朔風(fēng)白云水乳交融。

全國政協(xié)副主席、科技部部長萬鋼視察示范工程時(shí)說：“國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程不僅是我國新能源綜合利用成果的集中展示，也為我國未來新能源的發(fā)展提供了技術(shù)示范平臺(tái)，對(duì)未來我國新能源的規(guī)模化應(yīng)用具有重要的示范和借鑒意義。”

示范工程涵蓋7種類別風(fēng)電機(jī)組，選型和建設(shè)嚴(yán)格遵循國家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，采用統(tǒng)一平臺(tái)監(jiān)控，統(tǒng)一遠(yuǎn)程故障在線監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信友好上傳，有功、無功遠(yuǎn)程可調(diào)，在滿足低電壓穿越性能要求基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了高電壓穿越性能。

緊挨著成片白色風(fēng)機(jī)森林的，是一排排在太陽照射下熠熠生輝的太陽能光伏板。記者了解到，該光伏電站示范應(yīng)用了最全的光伏組件和跟蹤方式，多角度、全方位開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，對(duì)比同緯度固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)，跟蹤方式，多角度、全方位開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，對(duì)比同緯度固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)，跟蹤發(fā)電系統(tǒng)每年能提高約18%的發(fā)電量。

記者還實(shí)地探訪了該示范項(xiàng)目的化學(xué)儲(chǔ)能電站。劉漢民在現(xiàn)場告訴記者：“該儲(chǔ)能電站已經(jīng)涵蓋5種類型的電化學(xué)儲(chǔ)能電池，包括磷酸鐵鋰電池、全釩液流電池等，共計(jì)近30萬節(jié)，突破了大規(guī)模電池儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制和能量管理關(guān)鍵難題，首次實(shí)現(xiàn)同一站內(nèi)平滑風(fēng)光功率輸出等多種高級(jí)應(yīng)用，解決了風(fēng)、光發(fā)電不確定性引發(fā)的電力系統(tǒng)調(diào)峰、安全問題。”談及儲(chǔ)能建設(shè)后續(xù)工作，劉漢民表示，今年將投運(yùn)電動(dòng)汽車電池梯次利用項(xiàng)目，同時(shí)還要配置先進(jìn)的空氣壓縮儲(chǔ)能，為電網(wǎng)儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新展開大規(guī)模試驗(yàn)示范。

隨著這一全新的聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行模式的實(shí)驗(yàn)與探索，科技人員實(shí)現(xiàn)了風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)機(jī)制及系統(tǒng)集成、全景監(jiān)測與協(xié)調(diào)控制、功率預(yù)測、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)等5大技術(shù)突破，完成了聯(lián)合發(fā)電智能全景優(yōu)化控制等10項(xiàng)以上自主設(shè)備研發(fā)，并獲得了儲(chǔ)能控制策略等20多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。事實(shí)上，這個(gè)示范工程已成為我國新能源發(fā)電和儲(chǔ)能技術(shù)的試驗(yàn)場。

【工程概況】

位于國家八大千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地之一的張家口市的張北縣、尚義縣境內(nèi)，風(fēng)資源豐富，日照充足，具備我國新能源開發(fā)利用的典型特征。

按照風(fēng)電場500兆瓦，光伏電站100兆瓦和儲(chǔ)能裝置70兆瓦設(shè)計(jì)規(guī)劃，以“風(fēng)光互補(bǔ)、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)、智能輸電、平穩(wěn)可控”為攻堅(jiān)目標(biāo)，投資近100億元，由國網(wǎng)冀北電力有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)運(yùn)營。

采用全球首創(chuàng)的“風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電”技術(shù)路線，在智能電網(wǎng)技術(shù)框架下，構(gòu)建新能源發(fā)電領(lǐng)域自主創(chuàng)新和試驗(yàn)示范兩個(gè)平臺(tái)，帶動(dòng)風(fēng)電和光伏發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，促進(jìn)風(fēng)電、光伏并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定出臺(tái)，是提升新能源綜合利用水平的重大科技創(chuàng)新工程。

1.國內(nèi)最大的源網(wǎng)友好型風(fēng)電場

2.國內(nèi)最大的功率調(diào)節(jié)型光伏電站3.世界規(guī)模最大多類型電池儲(chǔ)能電站4.國內(nèi)首創(chuàng)風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電控制和調(diào)度模式

【工程之最】

1.國內(nèi)最大的源網(wǎng)友好型風(fēng)電場

示范工程全部選用容量大、效率高、并網(wǎng)友好的國產(chǎn)裝備，率先在國內(nèi)完成高電壓穿越技術(shù)改造測試，發(fā)電特性出力平穩(wěn)，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。首創(chuàng)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，通過自主研發(fā)的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電互補(bǔ)機(jī)制及系統(tǒng)集成技術(shù)，提出容量最優(yōu)配比方法及設(shè)計(jì)導(dǎo)則，示范電站10分鐘平均波動(dòng)率低于5%，而常規(guī)風(fēng)電場為30%以上。在新能源發(fā)電及源網(wǎng)協(xié)調(diào)領(lǐng)域，研發(fā)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合監(jiān)控系統(tǒng)，提出風(fēng)光儲(chǔ)7種組態(tài)時(shí)序出力優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)和風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合等多種發(fā)電運(yùn)行方式自動(dòng)組態(tài)、智能優(yōu)化和平滑切換，發(fā)電品質(zhì)接近常規(guī)電源，提升了大規(guī)模新能源匯集區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行水平。

2.國內(nèi)最大的功率調(diào)節(jié)型光伏電站

應(yīng)用最全光伏發(fā)電形式，多種設(shè)備同臺(tái)比對(duì)、研究，為我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供有力技術(shù)、數(shù)據(jù)支持。高精度光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，較常規(guī)電站預(yù)測精度提高50%。國內(nèi)首次建立風(fēng)光聯(lián)合發(fā)電功率預(yù)測數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)多尺度全天候風(fēng)光聯(lián)合功率預(yù)測技術(shù)。國內(nèi)首次應(yīng)用云成像技術(shù)和裝置開展光伏功率預(yù)測，大范圍捕捉方圓云層數(shù)據(jù)信息，有效提升光伏電站超短期功率預(yù)測能力。

3.世界規(guī)模最大多類型電池儲(chǔ)能電站

突破大規(guī)模電池成組以及電池系統(tǒng)級(jí)聯(lián)技術(shù)，首創(chuàng)大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)、管理綜合控制系統(tǒng)。研發(fā)的儲(chǔ)能電池大容量成組以及大規(guī)模系統(tǒng)級(jí)聯(lián)技術(shù)，提出電池動(dòng)態(tài)大容量成組技術(shù)及電池系統(tǒng)級(jí)聯(lián)方法，解決系統(tǒng)集成線性放大難題,實(shí)現(xiàn)27.5萬只電池單體電池儲(chǔ)能系統(tǒng)電站化集成，電站整體能量轉(zhuǎn)換效率大于90%；大規(guī)模儲(chǔ)能電站監(jiān)測與控制技術(shù)，提出儲(chǔ)能電站集中控制與儲(chǔ)能單元就地調(diào)控相互耦合分層實(shí)時(shí)控制架構(gòu)，開發(fā)電池儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站全功率響應(yīng)時(shí)間小于900毫秒、出力偏差小于1.5%；全球首家具有“黑啟動(dòng)”功能的大規(guī)模新能源聯(lián)合發(fā)電站，填補(bǔ)國內(nèi)外該領(lǐng)域技術(shù)空白，確保新能源涉及的局部微電網(wǎng)在特殊情況下可靠運(yùn)行。

4.國內(nèi)首創(chuàng)風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電控制和調(diào)度模式

220千伏智能變電站以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，自動(dòng)完成信息采集、測量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測；支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)。風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電全景檢測與綜合控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)在新能源場站監(jiān)控系統(tǒng)首次應(yīng)用。能夠?qū)崟r(shí)優(yōu)化協(xié)調(diào)風(fēng)、光、儲(chǔ)各系統(tǒng)運(yùn)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(dòng)，提高電網(wǎng)接納風(fēng)電和光伏電源能力，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的全景監(jiān)測與綜合控制。7種模式架構(gòu)下的多控制目標(biāo)跟蹤與多源協(xié)調(diào)控制技術(shù)，滿足平滑出力、跟蹤計(jì)劃、系統(tǒng)調(diào)頻、削峰填谷等多樣調(diào)度需求，解決了新能源發(fā)電精細(xì)化運(yùn)行與控制，為大規(guī)模新能源并網(wǎng)以及調(diào)度提供技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)了新能源發(fā)電可控制與可調(diào)度。