位于中國(guó)河北省西北部的張家口市，將憑借優(yōu)越的自然條件、重要的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和現(xiàn)有的成熟條件，勾勒出全球能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形。
5月13日，國(guó)網(wǎng)冀北電力在張家口市發(fā)布《全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展白皮書(shū)》，白皮書(shū)提出，打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”，它的可復(fù)制、可推廣、可擴(kuò)展讓全球能源互聯(lián)和人們的生活連接得更加緊密。
什么是創(chuàng)新示范區(qū)？
從張北國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程觀景臺(tái)向遠(yuǎn)處望，一排排光伏板排列整齊，在陽(yáng)光下熠熠閃光，仿佛一片藍(lán)色的海洋。海洋里，幾間紅色屋頂?shù)哪孀兪疑⒙淦溟g，顯得格外漂亮。遠(yuǎn)處，風(fēng)機(jī)葉片正像巨人的手臂一樣揮動(dòng)，將清潔電能源源不斷地輸送到電網(wǎng)。
幾天前，《全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展》白皮書(shū)在這里發(fā)布，吸引了業(yè)內(nèi)外的諸多目光。
白皮書(shū)提出，在張北新建“十大工程”，打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”。實(shí)際上，全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“創(chuàng)新示范區(qū)”）是在單一區(qū)域內(nèi)匯集了智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源三大核心要素的綜合性展示平臺(tái)，是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的典型縮影。。
一份來(lái)自張家口市的發(fā)展規(guī)劃顯示，到2020年，張家口市清潔能源裝機(jī)將突破2000萬(wàn)千瓦，屆時(shí)55%的電力消費(fèi)將來(lái)自清潔能源，全部城市公共交通、40%的城鎮(zhèn)居民生活用能、50%的商業(yè)及公共建筑用能來(lái)自清潔能源，40%的工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)零碳排放。
國(guó)網(wǎng)冀北電力相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示，創(chuàng)新示范區(qū)是國(guó)家電網(wǎng)公司探索未來(lái)電網(wǎng)形態(tài)的重要實(shí)踐，通過(guò)示范最先進(jìn)的電力生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、使用和運(yùn)行控制技術(shù)，促進(jìn)重大技術(shù)成果和裝備應(yīng)用，引領(lǐng)能源電力技術(shù)創(chuàng)新，展示“綠色奧運(yùn)、低碳奧運(yùn)”理念。
除了創(chuàng)新示范區(qū)里高大上的科技創(chuàng)新，人們更關(guān)心，創(chuàng)新如何接地氣，多種實(shí)用技術(shù)也將在創(chuàng)新示范區(qū)逐一落地。根據(jù)車(chē)聯(lián)網(wǎng)工程規(guī)劃，2016年將實(shí)現(xiàn)已運(yùn)營(yíng)的高速公路服務(wù)區(qū)充電設(shè)施全覆蓋，2018年建成電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電示范工程，2020年崇禮核心城區(qū)實(shí)現(xiàn)快充網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)格化覆蓋，服務(wù)半徑不超過(guò)0.5公里。
清潔替代工程將在京藏高速?gòu)埣铱诙谓ㄔO(shè)“奧運(yùn)迎賓光伏廊道”項(xiàng)目，奧運(yùn)元素的融入將為當(dāng)?shù)毓夥l(fā)展帶來(lái)亮點(diǎn)。依托電能替代工程，張北風(fēng)電清潔供暖項(xiàng)目2015年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)供熱，2017年將開(kāi)始向北京供熱。冬奧配套工程將實(shí)現(xiàn)冬奧專(zhuān)區(qū)電力消費(fèi)100%清潔化，專(zhuān)區(qū)交通運(yùn)輸全部采用清潔能源供能，奧運(yùn)場(chǎng)館和附屬供電設(shè)施將實(shí)現(xiàn)“分鐘級(jí)”自愈。
此外，為提升清潔能源電力的外送能力，加快創(chuàng)新示范區(qū)電力外輸通道建設(shè)，實(shí)現(xiàn)京津冀及更大范圍電網(wǎng)互聯(lián)互通，“十三五”期間，張家口電網(wǎng)規(guī)劃新建1000千伏特高壓變電站1座，新建及擴(kuò)建500千伏輸變電工程3項(xiàng)、220千伏輸變電工程16項(xiàng)，新增變電容量1104萬(wàn)千伏安，線路長(zhǎng)度1107公里，全部規(guī)劃為智能變電站。2020年，實(shí)現(xiàn)城市綜合電壓合格率99.99%，農(nóng)網(wǎng)綜合電壓合格率99.886%；城市供電可靠率99.989%，農(nóng)網(wǎng)供電可靠率99.30%。
為什么是張北？
在風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站聯(lián)合控制中心的大屏幕上，四條不同顏色的曲線格外顯眼。工作人員介紹說(shuō)：“這是風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合控制模式，四條曲線分別代表不同的出力方式?！庇浾呖吹?，屏幕上曲線從下至上依次顯示：紅色是儲(chǔ)能出力，黃色是光伏出力，藍(lán)色是風(fēng)出力，綠色則是風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合出力。下面三條曲線呈現(xiàn)著不同的彎曲幅度，而綠色則很平直?！斑@就是風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合出力的效果，三種出力方式形成了互補(bǔ)，曲線平滑了，降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊?！惫ぷ魅藛T介紹說(shuō)。
在聯(lián)合出力的過(guò)程中，儲(chǔ)能所發(fā)揮的作用非常顯著。在電站內(nèi)對(duì)外開(kāi)放的一間儲(chǔ)能電池室內(nèi)，一排排儲(chǔ)能電池柜整齊排列著。工作人員特別提到，這間儲(chǔ)能電池室內(nèi)的電池可為47輛特斯拉電動(dòng)汽車(chē)同時(shí)充電。
目前，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范基地?fù)碛袃?chǔ)能電池系統(tǒng)總?cè)萘?0兆瓦，是世界規(guī)模最大的多類(lèi)型化學(xué)儲(chǔ)能電站，也是全球首個(gè)集研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、技術(shù)比對(duì)、試驗(yàn)以及生產(chǎn)運(yùn)行為一體的綜合示范平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)平滑出力、跟蹤計(jì)劃、消峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻四大功能，使風(fēng)電、光伏發(fā)電出力特性達(dá)到或接近常規(guī)電源、網(wǎng)源友好性能得到極大改善加強(qiáng)。
世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲(chǔ)輸聯(lián)合發(fā)電技術(shù)路線讓示范工程有了技術(shù)上的保障，然而只有技術(shù)的支撐還不夠，還需天時(shí)、地利等要素。
張家口是我國(guó)華北地區(qū)風(fēng)能和太陽(yáng)能資源最豐富的地區(qū)之一，最具備清潔能源開(kāi)發(fā)利用特征，在破解電網(wǎng)接納大規(guī)模清潔能源技術(shù)難題上具有典型性和代表性。風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)量4000萬(wàn)千瓦，太陽(yáng)能資源可開(kāi)發(fā)量3000萬(wàn)千瓦，年平均日照時(shí)數(shù)2898小時(shí)，全年活動(dòng)積溫2448攝氏度。氣候條件優(yōu)越，張家口冬春日照短、風(fēng)力大，夏秋日照充足、風(fēng)力弱白天日照強(qiáng)、風(fēng)速小，夜晚無(wú)日照、風(fēng)速大
“特高壓、智能電網(wǎng)、清潔替代、電能替代等全球能源互聯(lián)網(wǎng)的所有要素，張家口全部具備?！眹?guó)家電網(wǎng)公司全球能源互聯(lián)網(wǎng)辦公室副主任梁旭明用一句話點(diǎn)明了在張北打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”的原因。
他說(shuō)：“張家口地區(qū)具備成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)的獨(dú)特條件和優(yōu)勢(shì)。其位于京津冀協(xié)同發(fā)展前沿地帶，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，與北京聯(lián)合舉辦2020年冬奧會(huì)，將全世界的目光吸引到這片熱土之上；區(qū)內(nèi)清潔能源富集，是國(guó)家規(guī)劃的千萬(wàn)千瓦級(jí)新能源基地，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站、風(fēng)電檢測(cè)中心等一批清潔能源應(yīng)用標(biāo)桿工程陸續(xù)建成投產(chǎn)；過(guò)境特高壓交流輸電工程已開(kāi)建，未來(lái)將成為連接?xùn)|北亞互聯(lián)電網(wǎng)的重要節(jié)點(diǎn)；多端柔性直流電網(wǎng)示范工程等多項(xiàng)智能電網(wǎng)項(xiàng)目也落戶(hù)于此。”
目前，國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程是世界上規(guī)模最大、運(yùn)行方式最多、綜合控制水平最高的新能源聯(lián)合發(fā)電工程。工程電站安全穩(wěn)定運(yùn)行4年來(lái)，累計(jì)輸出超過(guò)17億度平穩(wěn)可控綠色電能，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤57.12萬(wàn)噸、減排二氧化碳122.4萬(wàn)噸，已經(jīng)成為我國(guó)新能源發(fā)展的一張綠色名片。
“樣板間”里有什么？
創(chuàng)新示范區(qū)怎么建？國(guó)網(wǎng)冀北電力已經(jīng)制定了切實(shí)可行的時(shí)間表和路線圖：“十三五”期間，將投資230億，通過(guò)打造五大示范工程和五大重點(diǎn)工程，讓創(chuàng)新示范區(qū)從規(guī)劃走向現(xiàn)實(shí)。
五大示范工程包括柔性直流電網(wǎng)、虛擬同步發(fā)電機(jī)、深冷液化壓縮空氣儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)電池梯次利用儲(chǔ)能、柔性變電站和交直流配電網(wǎng)示范工程。五大重點(diǎn)工程則涵蓋特高壓、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、清潔替代、電能替代、冬奧綜合配套工程。這些工程將從規(guī)模、技術(shù)創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)適用等方面，為全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)探索科學(xué)路徑，創(chuàng)造可復(fù)制、可推廣、可擴(kuò)展的“冀北經(jīng)驗(yàn)”。
這些工程意義非凡，為打造全球能源互聯(lián)網(wǎng)“樣板間”起著舉足輕重的作用。柔性直流電網(wǎng)示范工程將是世界首個(gè)±500千伏四端直流電網(wǎng)，建成后具備300萬(wàn)千瓦輸電能力；虛擬同步機(jī)示范工程將在容量上問(wèn)鼎業(yè)界，實(shí)現(xiàn)有效抑制系統(tǒng)頻率震蕩，幫助清潔能源友好并網(wǎng)；電動(dòng)汽車(chē)電池梯次利用儲(chǔ)能工程，將實(shí)現(xiàn)電池梯次利用國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，增加電池全壽命周期，降低電動(dòng)汽車(chē)使用成本；柔性變電站示范工程計(jì)劃建設(shè)世界首個(gè)全可控電力電子柔性變電站及具有柔性控制的交直流混合配電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分布式電源靈活接入和調(diào)配，支撐分布式能源跨分區(qū)消納。
風(fēng)光儲(chǔ)輸這4年
4年來(lái)，坐落于張北的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程一直安全穩(wěn)定運(yùn)行，為破解大規(guī)模新能源開(kāi)發(fā)應(yīng)用世界難題貢獻(xiàn)了“中國(guó)智慧”。
對(duì)于國(guó)網(wǎng)冀北電力來(lái)說(shuō)，建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)張家口創(chuàng)新示范區(qū)的目標(biāo)很明確：將示范區(qū)打造成可復(fù)制、可推廣、可擴(kuò)展的科技示范工程，成為展示全球能源互聯(lián)網(wǎng)的中國(guó)名片；把示范區(qū)建設(shè)成為在單一區(qū)域內(nèi)匯集智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源三大核心要素的綜合性展示平臺(tái)，使張家口創(chuàng)新示范區(qū)成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的縮影典型；把示范區(qū)建設(shè)成為全面提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平、保障電力安全可靠供應(yīng)的典范，從根本上轉(zhuǎn)變過(guò)度依賴(lài)輸煤的能源發(fā)展方式和就地平衡為主的電力發(fā)展方式，帶動(dòng)電源投資和裝備制造業(yè)發(fā)展，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
截至2015年年底，冀北電網(wǎng)調(diào)度范圍新能源裝機(jī)容量達(dá)1063萬(wàn)千瓦，成為我國(guó)第4個(gè)新能源裝機(jī)容量超過(guò)1000萬(wàn)千瓦的省級(jí)電網(wǎng)。冀北電網(wǎng)新能源裝機(jī)占比超過(guò)46%，在省級(jí)電網(wǎng)中位居第一。2015年，冀北電網(wǎng)每供應(yīng)100度電，就有16度是“新能源電”。2015年，冀北電網(wǎng)風(fēng)電平均利用小時(shí)數(shù)1825小時(shí)，較國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)平均水平高129小時(shí)。全年無(wú)棄光現(xiàn)象。
在新能源并網(wǎng)消納上，國(guó)網(wǎng)冀北電力已累計(jì)投入61億元用于新能源并網(wǎng)及送出工程建設(shè)，建成張家口“三站四線”工程等4個(gè)500千伏新能源外送通道，建成風(fēng)電送出線路1481公里，為張家口增加155萬(wàn)千瓦風(fēng)電外送能力。在新能源并網(wǎng)服務(wù)上，2015年，國(guó)網(wǎng)冀北電力辦理新能源項(xiàng)目33個(gè)，平均縮短并網(wǎng)時(shí)間15-20天，辦理效率提升30%，新能源企業(yè)滿意度明顯提升。在科技創(chuàng)新上，一大批科技項(xiàng)目為新能源并網(wǎng)消納保駕護(hù)航，其中“新能源發(fā)電有功控制系統(tǒng)”將風(fēng)電送出通道利用率提高到96％以上。
