国网冀北电力服务新能源发展 实现大规模清洁能源并网输送

时间:2018-06-13    点击: 次     来源:国家电网报    

国网冀北电力累计投入68亿元,建成张家口6个500千伏可再生能源汇集站、8个220千伏汇集站、45项110千伏及以上可再生能源接网工程。


6月11日17时15分,冀北电网新能源出力达4600兆瓦,这一数据,在国网冀北电力有限公司电力调控中心的显示大屏上滚动着。“这说明,冀北电网新能源出力水平在‘三北’地区新能源集中接入的各省级单位中处于领先地位。”该公司电力调控中心主任施贵荣一脸自豪地说。


为服务新能源发展,国网冀北电力加快电网建设,积极应对冀北地区新能源快速发展与消纳能力不足的矛盾,以清洁、绿色的方式满足区域内用电需求。


建设通道 促进清洁电力外送


初夏时节,坝上草原“风光”无限。在位于河北省张家口张北坝上的千万千瓦级大型风电基地,一排排高大的风机傲然挺立,修长的手臂拥抱着草原的风,孜孜不倦地转动着。在这里,“风光美景”被转换成推动发展的“能源食粮”,通过一条条铁塔银线源源不断地输送出去,惠及远方。


张家口地区新能源资源丰富,已开发和规划开发的新能源装机规模巨大,据测算,到2020年张家口新能源装机将达到2000万千瓦。资源与需求之间的“逆向分布”是我国新能源开发与利用所面临的最大问题,同时也决定了我国能源发展的走向与对策。近年来,国网冀北电力不断加快清洁能源外送通道建设,加强电源汇集改造,打造新能源大范围优化配置的坚强平台,满足新能源集中大规模开发利用的实际需求。


“通道建设是新能源消纳的刚性需求。”国网冀北电力发展策划部专责寇凌岳说,“从长远来看,随着风电的突飞猛进以及光伏发电的快速赶超,未来清洁能源在更大范围内的统一平衡和组织消纳,只能依靠电网建设的不断延伸来解决。”


近年来,国网冀北电力已基本满足张承地区可再生能源并网需求,“十三五”后三年,该公司计划投资220亿元,建设特高压和柔直示范工程以及11项500千伏交流工程,进一步加强可再生能源汇集网络,解决大规模可再生能源并网消纳问题。


柔性直流 灵活消纳清洁能源


在可再生能源柔性直流电网试验示范工程的张北换流站施工现场,打桩机有节奏地工作着,施工人员、监理人员在毫无遮挡的烈日下忙碌着,从安全帽里渗出的汗水不断地滴落到工作服上,湿了又很快被风吹干。工作人员笑称,草原上的太阳比赤道上的还要厉害,用不了几天,人就会变个模样。


“我国清洁能源开发重点集中在西部、北部地区,多处于电网末端,甚至电网空白区域。”国网冀北电力发展策划部主任梁吉对张北柔直工程进行了详细的阐述,“目前,国际上围绕可再生能源汇集、消纳开展了大量研究,其中柔性直流输电是被重点关注的技术领域。柔性直流送、受端均可与弱电网或无源电网联系,可对有功功率和无功功率进行独立快速控制,实现输电功率动态连续调节,运行方式灵活,可以大规模汇集和送出新能源。”


据了解,张北柔直示范工程作为世界上首个应用柔性直流技术进行陆地可再生能源大规模并网的示范工程,由4座柔性直流换流站和4条直流架空线路组成,构建起输送大规模风电、光伏、抽蓄等多种能源的四端环形柔性直流电网。


示范工程投运后,可实现在送端弱交流系统条件下大规模清洁能源外送的模式,对探索我国西部、北部地区新能源开发和利用模式具有重要示范意义。未来,在我国采用柔性直流输电技术实现大规模清洁能源并网发电和输送将具有广阔的前景。


精细建模 提升电网输送能力


“如果把外送通道比喻成高速公路,那么新能源就是排队等待通行的车队,而调度就是交警。我们会合理安排车辆通行的顺序,最大程度地提升公路的利用率。”冀北电力调控中心新能源处调度员王靖然作了一个通俗的比喻。他介绍,国网冀北电力持续优化风光联合控制策略,研发新能源有功控制系统,实现对所有新能源场站有功出力的实时控制,风电大发时段外送断面利用率达到96%以上,截至2017年年底,系统累计增发新能源电量24.47亿千瓦时。


除此以外,国网冀北电力针对电网外送能力不足影响新能源消纳的情况,通过逐型号开展风机、光伏精细化建模,深挖设备潜力,精准仿真分析提升新能源汇集系统稳定特性与送出能力;研究风、光、火多源互补稳定运行特性,精益化调整电网运行极限与新能源控制模式;研究大规模新能源集中馈入弱送端电网电压运行机理,优化无功控制提升电压稳定极限;提升新能源送出500千伏变压器过载能力,有效提升张家口沽源、张南地区的运行极限,新能源外送断面输送能力提升80多万千瓦,为实现弃电量、弃电率“双降”目标打下坚实基础。