國網(wǎng)冀北電力公司科技創(chuàng)新“源頭活水”推動新能源高質(zhì)量發(fā)展

　　8月4日，在張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程中都換流站閥廳內(nèi)，國網(wǎng)冀北超高壓公司運維人員應(yīng)用無人機巡檢換流閥，并對設(shè)備開展帶電檢測，保障張家口地區(qū)綠電安全穩(wěn)定送出。

　　面對當前能源轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的新形勢新任務(wù)，國網(wǎng)冀北電力有限公司始終將科技創(chuàng)新擺在突出位置，勇當科技創(chuàng)新主力軍，全面激活創(chuàng)新潛能，促進源網(wǎng)荷儲共同發(fā)力，努力解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)技術(shù)難題，加快構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)、儲能技術(shù)研究應(yīng)用，以科技創(chuàng)新“源頭活水”推動新能源高質(zhì)量發(fā)展。

　　攻關(guān)新能源大規(guī)模并網(wǎng)技術(shù)難題

　　促進新能源多發(fā)穩(wěn)發(fā)

　　張北地區(qū)年平均日照時長將近3000小時，無限“風(fēng)光”中蘊藏著巨大能量。由國網(wǎng)冀北電力運營的國家風(fēng)光儲輸示范工程就位于這里。

　　國家風(fēng)光儲輸示范工程實現(xiàn)了風(fēng)儲聯(lián)合、光儲聯(lián)合和風(fēng)光儲聯(lián)合等7種發(fā)電運行方式的自動組態(tài)、智能優(yōu)化和平滑切換，使新能源和儲能電站發(fā)出的電力可控、可調(diào)。該工程的成功運行為解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)后難以控制、難以調(diào)度的世界性難題貢獻了“中國智慧”。

　　走進國家風(fēng)光儲輸示范工程控制中心，大屏上呈現(xiàn)著科技感十足的操作系統(tǒng)頁面。這里是整個風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的大腦。由國網(wǎng)冀北電力研發(fā)的風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電控制和調(diào)度系統(tǒng)可使新能源發(fā)電出力在10分鐘內(nèi)的平均波動率由30%降低至5%。該公司還研發(fā)了多尺度、全天候、高精度的風(fēng)光聯(lián)合功率預(yù)測系統(tǒng)，使風(fēng)光發(fā)電聯(lián)合功率預(yù)測偏差小于10%。

　　調(diào)相機被稱為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的“穩(wěn)定器”，可根據(jù)電力系統(tǒng)需要自動在電網(wǎng)電壓波動時調(diào)節(jié)無功輸出，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。國網(wǎng)冀北電力調(diào)控中心以分布式調(diào)相機支撐大規(guī)模新能源交流匯集送出為抓手，幫助新能源場站結(jié)合實際情況開展分布式調(diào)相機本體參數(shù)優(yōu)化選型，推進新能源場站內(nèi)部多類型無功設(shè)備協(xié)調(diào)控制，形成“機組-場站-電網(wǎng)-機制”全系列解決方案，助力提升新能源電力消納水平。

　　截至目前，國家風(fēng)光儲輸示范工程兩臺調(diào)相機組直接提升新能源電力送出能力約30%，累計增發(fā)電量超1億千瓦時。冀北電網(wǎng)目前已投產(chǎn)25臺調(diào)相機組，建成了國內(nèi)規(guī)模最大的新能源匯集系統(tǒng)分布式調(diào)相機群，成為國內(nèi)運行分布式調(diào)相機規(guī)格最全、臺數(shù)最多的省級電網(wǎng)。

　　強化構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用

　　支撐新能源高比例接入

　　2020年6月，張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程投運。該工程應(yīng)用了多項國際首創(chuàng)的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，截至7月14日已累計向京津冀地區(qū)輸送綠電超320億千瓦時。

　　國網(wǎng)冀北電力針對柔直電網(wǎng)技術(shù)的特殊性，探索應(yīng)用先進的構(gòu)網(wǎng)型開環(huán)控制策略，平抑新能源出力隨機波動給柔直電網(wǎng)帶來的影響，提升新能源電力送出能力30%以上，使張北柔直工程實現(xiàn)450萬千瓦滿功率運行。

　　“柔直電網(wǎng)電力電子裝置占比高，控制難度很大。構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)可以讓電力電子裝置模擬傳統(tǒng)發(fā)電機特性，提供穩(wěn)定的頻率和電壓支持。構(gòu)網(wǎng)型開環(huán)控制策略為新能源高比例接入直流輸電系統(tǒng)提供了有力支撐。”冀北電科院電網(wǎng)技術(shù)中心副主任黃天嘯介紹。

　　國家電網(wǎng)有限公司學(xué)習(xí)貫徹黨的二十屆三中全會精神暨2024年年中工作會議強調(diào)，深化新型電力系統(tǒng)未來發(fā)展形態(tài)和安全運行邊界研究，強化構(gòu)網(wǎng)型新能源、儲能的研究應(yīng)用。國網(wǎng)冀北電力全力推動新型電力系統(tǒng)張北承德地區(qū)科技創(chuàng)新示范工程建設(shè)，加快構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)光儲匯集組網(wǎng)與主動支撐子工程落地。

　　構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)光儲匯集組網(wǎng)與主動支撐子工程致力于打造新能源主動支撐原創(chuàng)技術(shù)策源地和新能源前沿并網(wǎng)技術(shù)實證場。國網(wǎng)冀北電力通過“技術(shù)研發(fā)-試驗驗證-工程示范”的全環(huán)節(jié)創(chuàng)新，引領(lǐng)新能源并網(wǎng)原理與功能換代升級。“我們立足冀北電網(wǎng)實際需求，融合產(chǎn)學(xué)研多方智慧，力求實現(xiàn)新能源主動支撐技術(shù)的實質(zhì)性突破。”該工程技術(shù)總師吳林林對構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的研究及應(yīng)用前景信心滿滿。

　　開展新型儲能技術(shù)研究

　　為規(guī)模化應(yīng)用提供整體方案

　　儲能被稱為新能源的“黃金搭檔”，作為重要的調(diào)節(jié)手段可顯著提升電能質(zhì)量。冀北電網(wǎng)新能源資源豐富。多年來，國網(wǎng)冀北電力探索新型儲能技術(shù)路線，強化源網(wǎng)荷儲統(tǒng)一規(guī)劃，健全儲能運行與管理機制，攻關(guān)儲能關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)各類儲能與源網(wǎng)荷共建共享、高效聯(lián)動。

　　如何讓儲能穩(wěn)定地發(fā)揮作用是技術(shù)攻關(guān)的重點。國網(wǎng)冀北電力提出新能源與儲能聯(lián)合主動支撐控制策略，以實現(xiàn)儲能容量最優(yōu)配置，為新能源場站提供科學(xué)、經(jīng)濟的儲能系統(tǒng)應(yīng)用整體解決方案。該公司還搭建了電池儲能系統(tǒng)多層級精細化仿真平臺，研究復(fù)雜運行工況下的儲能單元充放電性能劣化規(guī)律，形成儲能電站“單體-單元-儲能系統(tǒng)-電站”多層級精細化建模方法。

　　國網(wǎng)冀北電力不斷提升儲能電站系統(tǒng)的運營效率，自主研發(fā)了大規(guī)模儲能監(jiān)控系統(tǒng)，以實時掌握大規(guī)模儲能電站系統(tǒng)集中接入、協(xié)調(diào)控制及快速分配實時出力等情況，使儲能電站的整體響應(yīng)時間小于900毫秒。

　　為挖掘儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿?，國網(wǎng)冀北電力與張家口市人民政府共同成立儲能電站檢測與評價中心，并聯(lián)合相關(guān)科研院所深化新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用研究，統(tǒng)籌開展儲能電池及儲能系統(tǒng)安全檢測和評價等各項工作，服務(wù)新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。(金雍奧 王慶濱)