涌动的新绿
2022-04-29赵淑伟王庆滨王哲李榕榕刘康丽
赵淑伟 王庆滨 王哲 李榕榕 刘康丽
经过十年精耕细作,国网冀北电力有限公司让冀北区域桀骜的风与光“驯服”为稳定的清洁能源,点亮了京畿大地,照亮了冬奥盛会。如今,冀北公司持续直面新型电力系统的开创性与挑战性,在张家口、唐山、秦皇岛、承德、廊坊等供电区域铺开新型电力系统示范区建设画卷,样板工程接二连三从蓝图走向现实,探索实践新能源的主动支撑、灵活调节和综合利用。
冀北公司立足当下,着眼未来,在构建新型电力系统美好图景的驱动下,在“服务国家新能源发展”庄严使命的感召下,思想统一、脚步铿锵、有力有效地朝着“双碳”目标的星辰大海阔步前行,让“绿”的实践潮头持久高耸、行动的效能持续翻涌、行进的号角持续嘹亮。
本期特别策划“涌动的新绿”,将镜头对准冀北公司绿色发展的新思路和新举措,重点呈现示范区建设、样板工程打造、科技支撑体系取得的新成效、释放出的新动能,从生产、传输、消费和生态4个维度,以图鉴形式,呈现冀北公司绿的作为,五家单位结合自身发展,举事例、谈经验,呈现冀北公司促进新绿涌动、绿向未来的生动实践。
盛夏的承德丰宁,郁郁葱葱,蔚蓝天空下,一条连接着张北柔直丰宁换流站和金山岭变电站的绿电大通道建成投运。
7月14日7时37分,随着500千伏阜金三线扩建工程启动调试工作结束,丰宁抽水蓄能电厂二期500千伏送出工程丰宁换流站至金山岭变电站段顺利入网运行。工程建成投运,促进地区能源开发与消纳,提升电网安全稳定运行水平,张北新能源并入冀北电网的能力将大幅提升。
自“碳达峰、碳中和”目标提出以来,尤其是进入后冬奥时代以来,国网冀北电力有限公司多措并举全力服务新能源发展,加快张北—胜利、大同—怀来—天津北2项特高压工程建设,力争将承德特高压站和张北东等6个500千伏项目滚动纳入政府电力规划,开工建设张家口白土窑等500千伏输变电工程。
冀北公司成立十年来,建成投运多条绿电大通道,提升了新能源输送能力,张北的新能源并网比例逐年攀升。截至2015年底,冀北电网新能源装机容量占全国总装机容量的比例超过46%,当时在我国省级电网中位列第一;此后,新能源并网比例逐年攀升,至今年6月,已近70%,全球领先。
目前,冀北公司在供电区域开展新型电力系统“一地一示范”建设,打造多个样本工程,建立科技创新支撑体系,助力“双碳”目标落地和新型电力系统建设,推动能源转型和绿色发展落实、见效。
打造样板找准发力点 服务新能源稳定利用
阿里大数据中心已经落户张北庙滩有些年头。吸引阿里大数据建厂的不仅是就地消纳的清洁电力,还有低温干燥、能给服务器降温的风。按照规划,除了大数据中心,张北庙滩产业园还包含多种能源形态,目前在选定范围内现有要素主要有风电、光伏发电场、垃圾发电厂、压缩空气储能、园区企业、农灌、居民生活等负荷。
张北庙滩产业园综合能源示范样板工程属于园区级,所属电网是园区级配电网,电压等级在110千伏及以下。目前,样板工程正在建设中,工程建成后将实现多种能源互补利用、能源的综合利用,从而实现能源系统的安全性、经济性和清洁化,使输送到园区的每一度绿电将被最大化利用。
“双高”“双峰”特征背景下,服务新能源稳定利用,冀北公司正在开展新一轮的实践和探索。
“随着示范区新能源的快速开发,新能源企业迫切希望挖掘运行数据价值、提升场站运营质效。我们利用自身行业和数据资源优势,同系统内外单位共同开发了‘新能源企业管家产品套餐,对接供需,提供精准数据服务。其中,我们联合多家能源企业开展冀北区域新能源场站集控中心集群建设。”国家可再生能源示范区大数据中心由国网冀北风光储输公司负责运维,谈到其服务新能源发展时,风光储输公司执行董事、党委书记田云峰这样介绍。
“依托风光储输工程二期,冀北公司一方面继续开展新型储能技术实证;另一方面开展新能源与储能技术试验与测试,依托两台大容量储能虚拟同步机,在新型电力系统安全方面开展了一系列试验研究工作。”冀北公司发展策划部(碳资产管理办公室)主网规划处副处长寇凌岳介绍。
在国家应急管理部、中电联指导下,冀北公司的储能电站安全检测与评价中心已经正式运营,目前正在着手建设全尺寸兆瓦级电化学储能电站试验检测平台,旨在把住电化学储能电站并网安全关,同时探索储能市场化运营模式,支撑新型储能产业健康发展。
为更好支撑张家口可再生能源示范区和新型电力系统示范区建设,释放能源大数据中心算力,打造增量数字化业务门户,冀北公司正将虚拟电厂运营平台从第三方云平台上迁回,打造平台经济样板。据了解,虚拟电厂运营平台迁移工作将于今年下半年完成,相关绿电及绿证交易、新型辅助服务等研究工作也在同步推进中。
同时,调相机在新能源稳定利用上的价值日益被重视,冀北公司分批次推进张雄特高压送端新能源场站配置分布式调相机,积极推动“新能源+分布式/集中式调相机”技术在承德塞罕坝生态能源和谐共赢示范区落地见效,实现御道口地区首台分布式调相机并网运行。在张雄特高压,冀北公司目前已经完成组织首批新能源场站调相机项目建议书编制评审工作,相关工作正在推进中;在塞罕坝,冀北公司正有序推动新能源企业内部立项及调相机部署工作。
建示范区把牢方向舵 助力“双碳”目标落地
今年是冀北公司成立十周年。这十年,冀北公司与冀北区域新能源共成长、同壮大,推动、见证了张家口逐渐发展为“风光高地”——我国九大新能源基地之一、首个国家可再生能源示范区,国家电网有限公司新型电力系统地区级示范区,让“张北的风点亮北京的灯”成了诠释冀北新能源发展的浪漫表达。
“张家口的新能源示范要素比较全,特高压、柔性直流、智能配网、微电网等网架层级齐全。经过冬奥会的重塑、洗礼和检验,张家口的能源要素日益完备,风电、光伏和储能的基础逐步夯实,氢能和水电发展也渐次加强。可以说,冀北区域的绿色发展以张家口为起点,从张家口逐渐向其他四市延伸。”冀北公司发展部(碳资产管理办公室)主网规划处副处长王哲这样介绍张家口新型电力系统示范区建设情况。
为加快推动新型电力系统建设步伐,国网公司确定在张家口建设新型电力系统地区级示范区,冀北公司乘势而上,在冀北区域开展“一地一示范”建设,踏上新型电力系统建设的冀北征途。目前,张家口新型电力系统示范区和唐山曹妃甸海洋风光氢储新型电力系统示范区、秦皇岛保电智能化专业示范区、承德塞罕坝生态能源和谐共赢示范区和廊坊临空经济区多能耦合新型电力系统示范区,如星芒环绕首都,建设浪潮正向前稳步推进。
和新能源禀赋优异、增长迅猛的张家口不同,唐山目前新能源装机占比暂时不高。曹妃甸传统工业制造能源消耗量和碳排放量始终存在降低的较大空间。“双碳”目标让唐山的低碳转型和绿色发展成了较为迫切的需求,这也让建设唐山曹妃甸海洋风光氢储新型电力系统示范区具有更为深远的绿色发展意义。
目前唐山曹妃甸海洋风光氢储新型电力系统示范区共有多项任务处于实施阶段,其中,唐山“双碳”指数数字化监测平台目前已完成千余家典型工业企业三年用电数据耦合核算,源网荷储协同调度功能模块已完成软硬件部署,分布式光伏高精度功率预测系统已完成全景多态建模,部分已完成需求响应协议签署,基于“智能融合终端+北斗定位”系统的低压光伏智慧台区已完成技术方案编制,海岛无人机自主巡检示范区建设方案已通过国网公司评审,与国网冀北调控中心联合开展华能十里海配套储能参与辅助服务市场及共享储能服务等新型运行模式研究。
秦皇岛作为临海旅游城市,暑期属于旅游旺季,用电需求点多面广,供电的万无一失对于打造和擦亮城市名片,具有重要的作用。秦皇岛保电智能化专业示范区正按照“三个创新、三个系统、三个提升”的思路,聚焦新一代信息技术与能源技术深度融合,稳步推进建设步伐。国网秦皇岛供电公司聚焦功能提升,升级保电系统功能界面,低压拓扑智能成图,提升网络安全防护能力,微气象、交通数据保障支撑,多维度推进保电系统优化升级;聚焦管理提升,组织开展“网上电网”助力配网项目储备、配网项目全流程管理、同源维护试点切换,全方位推进配电网质效管理;聚焦数字提升,开展人工智能算法模型升级、统一视频与人工智能平台集成、推进5G规模化应用,全覆盖推进配电网数字赋能;聚焦技术提升,建设智慧物联典型样板、应用无人机巡检农配网、试点应用卫星遥感技术,立体化推进智慧配电网应用研究。
承德塞罕坝是塞罕坝精神的发源地,每年为京津地区输送净水超1亿立方米、释放氧气超50万吨,是守卫京津的重要生态屏障。为发扬好塞罕坝精神、守护好塞罕坝的生态,多要素齐全、多场景合一的塞罕坝生态能源和谐共赢示范区稳步推进。作为冀北公司首座多站融合智慧变电站和示范区建设的重要载体,该智慧变电站建成后将大幅提高塞罕坝清洁能源消纳及送出能力。同时,国网承德供电公司以示范区建设为契机,统筹推进新型电力系统数字化转型、有源配电网典型示范应用、能源互联网业态创新等示范项目实施。
京津冀协同发展,交通一体化是骨骼系统和先行领域。国网廊坊供电公司立足“桥头堡”优势,紧跟交通建设步伐,锚定北京大兴国际机场临空经济区建设,集中精力聚焦廊坊临空经济区多能耦合新型电力系统示范区建设。去年,廊坊公司联合国网能源研究院,编制完成临空经济区能源综合供给方案,为加快形成“多能互补、广泛互联、智能协同”的能源供应体系,为示范区建设打下坚实基础。今年6月15日,廊坊公司临空经济区供电中心揭牌。目前,供电中心正在积极梳理相关业务流程,为尽快开展电力业务受理进行准备。此外,“供电专席”还将落座于临空服务中心的办事政务大厅,全面提高临空经济区电力服务的便捷度、满意度。
科技支撑体系促发展 聚力续力展望新未来
新能源发展的关键门槛至少包括装机容量占比30%、电量渗透率(发电量占全社会用电量的比例)10%等数据。冀北公司在这方面已经实现了大幅跨越,接近70%,做到了行业领先。
“电力系统切换到以电子设备为主时,电网形态和控制理论将发生深刻的变化,需要对风电、光伏的设计逻辑和底层技术进行大的升级甚至是颠覆性的改革。”冀北公司科技部科研管理处处长徐彭亮认为。
风电的“弱转动惯量”和光伏的“零转动惯量”也将导致电力系统抗扰动能力下降,电网安全稳定控制的难度越来越大。徐彭亮表示:“传统跟网型机组需要锚定同步机运行,一旦同步机这个锚不存在,就需要去寻找新的锚,研发新的控制策略来控制系统。”
“这就像一个交响乐团,既要看指挥也要看乐谱。指挥棒是电力系统的同步运行机理——频率、电压等,乐团的成员是新能源设备,都有自己的乐谱——控制算法。整个系统在指挥棒和乐谱的协同作用下发电,实现流畅运行。”冀北公司科技部主任王宣元如此解释。
面对新能源高比例接入和技术路线变革的现状,冀北公司把科技创新工作摆在更加突出的位置,坚持创新引领、强化创新驱动、推动创新发展,于5月27日组织召开2022年科技创新工作领导小组会议。
“要以敢于斗争的精神打破创新工作定式,以生死攸关的紧迫感推进电网技术创新,全力以赴开创公司科技创新工作崭新局面。”会上,冀北公司向全公司发出号召。
同时,冀北公发布新型电力系统科技支撑计划及年度重大专项策划,提出构建“2599”科技创新体系,即围绕坝上大规模新能源汇集与外送、坝下高渗透率新能源就地利用2条创新主线,明确安全稳定运行、调节能力提升、源网荷储协同、电力市场提效、数字技术赋能5方面目标,提出“双高”电力系统控制运行、新能源主动支撑、大规模需求侧响应等9项攻关任务。将通过打造构网型新能源场站示范、张北—雄安特高压工程“新能源+储能+调相机”示范、火电机组15%深度调峰示范、多类型需求响应示范、小时级绿电溯源认证示范、张家口能源大数据中心示范等9个典型场景,支撑张家口地区建成以大型风光电基地为基础、以其周边清洁高效先进节能的煤电为支撑、以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系。
此外,冀北公司还将聚焦引领支撑电力保供大力推进科技创新。强化新能源友好并网、火电调节支撑能力提升、系统安全稳定运行控制与调节能力提升、设备智能运维等关键技术的研究。聚焦支撑引领能源转型大力推进科技创新。巩固和扩大现有科技创新成果,持续在“双高”电力系统运行控制等方面创新突破。积极寻求政府支持和社会各方面合作,共建一批具有较大影响力的低碳示范工程。聚焦引领支撑公司高质量发展大力推进科技创新。既要通过机制、技术创新,在能源价格机制、电力市场建设等方面提前介入、加强研究,又要注重科技创新与理念创新、管理创新、商业模式创新相融合,突破发展瓶颈,解决深层次矛盾问题。
下一步,冀北公司将加强统筹,确保科技创新和新型电力系统建设取得实效。一盘棋抓创新,公司上下着力畅通创新链条,提升工作质效。加快推動项目落地见效,按照“量质期”要求有序推进。加强与国网公司沟通汇报,做好后续项目立项申报准备。开门搞创新,用好全国网系统资源,主动对接国网公司科技攻关行动计划,加强与国网系统内科研院所的沟通协作,在优势项目和更高水平项目上寻求新突破。整合外部资源,加强与高精尖科研院所产业链上下游企业的合作交流,促进人才链、创新链、技术链、价值链和资金链深度耦合。进一步强化科研改革。深化科研创新领域“放管服”,建立健全激励措施。注重成果转化应用,将创新成果及时转化为市场化、产业化的技术和产品。要积极培育创新氛围。尊重基层首创精神,激励引导广大职工立足岗位建功立业,人才成长创造条件。加强科技创新工作经验和先进事迹的总结、提炼、宣传,积极营造尊重人才、尊重知识、尊重创造的良好氛围。
眼下和未来一段时间,冀北公司将统一思想、尽锐出战、挂图作战、统筹推进、对标对表、确保成效,准确把握行动计划和支撑计划关系,牢牢抓住计划、项目、成果,统筹推进“一地一示范”建设,为助力实现“双碳”目标作出冀北贡献,以实际行动迎接党的二十大胜利召开。(蔡俊杰、桂宝利、王子元、盖巧琳对本文有贡献)