國網(wǎng)及北電力在風光儲并網(wǎng)性能優(yōu)化技術、風光儲支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行控制技術等方面建立科研優(yōu)勢，在大規(guī)模新能源并網(wǎng)、儲能電池梯次利用等多個技術方向?qū)崿F(xiàn)了重大突破，取得了在國際上領先的成果。隨著新一輪電力體制改革不斷深化，主體多元、開放共享、互利共贏的電力市場格局成為社會各界的共同期待。而冀北虛擬電廠在促進清潔能源消納的同時，對構(gòu)建未來的電力交易市場也有重要意義。
6月10日16時58分，從張北壩上草原傳來了振奮人心的消息：由國網(wǎng)冀北電力有限公司參與建設的世界首個500千伏柔性直流電網(wǎng)工程——±500千伏張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程直流線路瞬時人工接地短路試驗成功，為張北柔直工程如期投運打下堅實基礎。這是國網(wǎng)冀北電力加快具有中國特色國際領先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建設，展望未來干精彩的生動寫照。
2019年6月25日，張北柔性直流電網(wǎng)±500千伏康保換流站工程GIS吊裝就位作業(yè)現(xiàn)場，監(jiān)理人員正在對安全控制措施執(zhí)行情況進行核查。鄒明 攝今年是習近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略六周年。在國家電網(wǎng)有限公司發(fā)展戰(zhàn)略的引領下，國網(wǎng)冀北電力積極克服疫情影響，加快張北柔直、張北-雄安1000千伏特高壓交流等重大工程建設，深化國家風光儲輸示范工程科研成果應用，推進冀北虛擬電廠二期示范工程，著力推動構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，以清潔和綠色方式滿足社會用能需求，打造“綠色引擎”為美好生活充電、為美麗中國賦能。
建設重大工程服務國家戰(zhàn)略
6月10日下午16時許，在張北柔直工程張北換流站主控室內(nèi)，國網(wǎng)冀北電科院電網(wǎng)技術中心智能電網(wǎng)研究室副主管辛光明正在為直流線路瞬時人工接地短路試驗項目忙碌著。“這是一次全新的挑戰(zhàn)，張北柔直工程是世界上電壓等級最高、結(jié)構(gòu)最復雜的柔性直流電網(wǎng)工程，必須通過試驗驗證其性能。”辛光明說。作為張北柔直工程調(diào)試副總工程師，辛光明牽頭完成了多項試驗項目，為確保工程如期投運，幾個月來，他與許多堅守在工程現(xiàn)場的人員一樣，幾乎晝夜不停地奮戰(zhàn)著。2019年6月25日，張北柔性直流電網(wǎng)±500千伏康保換流站工程施工現(xiàn)場，施工人員正在吊裝橋臂電抗器。鄒明 攝張北柔直工程是服務國家能源清潔低碳發(fā)展的重大工程，它突破了傳統(tǒng)交流輸電和常規(guī)直流輸電的制約瓶頸，將張家口地區(qū)大規(guī)模、不穩(wěn)定的可再生能源進行多點匯集，形成穩(wěn)定可控的電源，直接為北京冬奧會延慶賽區(qū)供電，實現(xiàn)冬奧場館100%清潔能源供電。工程將為可再生能源的高效利用及電網(wǎng)發(fā)展帶來革命性變化。
國網(wǎng)冀北電力將建設張北柔直工程作為踐行能源供給革命的典型實踐，并將其納入該公司“涉奧六大工程”，集全公司之力推進。而如何高質(zhì)高效建設張北柔直工程，并沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可循，作為‘第一個吃螃蟹’的人，國網(wǎng)冀北電力深感責任重大。自工程于2018年2月28日啟動以來，國網(wǎng)冀北電力作為主要建設單位，全力克服工程工期緊、建設規(guī)模大、冬季高寒等一系列復雜問題，依靠科學有效的管理機制和自主創(chuàng)新技術成果，成功解決了工程建設中一個又一個難題，確保工程于2019年12月底前建設完成，為調(diào)試工作的開展贏得了寶貴時間。
2019年6月25日，張北柔性直流電網(wǎng)±500千伏康保換流站工程施工現(xiàn)場，施工監(jiān)理人員在220千伏GIS組裝車間內(nèi)檢查導體清理情況。鄒明 攝如果說建設張北柔直工程，能夠讓張北的風點亮北京的燈，那么建設張雄特高壓工程，就是用張北的“風光”點靚雄安的美。
初夏時節(jié)，張雄特高壓工程建設激戰(zhàn)正酣。5月28日，位于張家口市張北縣與萬全縣交界處的張雄特高壓線路工程冀北段最高塔組塔成功。“這是本標段建設的一個重要節(jié)點，我們努力跑出復工‘加速度’，全力以赴把因疫情耽誤的時間搶回來。”北京送變電有限公司施工項目部經(jīng)理王寶海說。5月28日，施工人員正深處173米1S110號鐵塔的最高端，安裝最后的橫擔。李崢 攝張雄特高壓工程是服務京津冀一體化和雄安新區(qū)發(fā)展的國家重點工程。工程投運后，每年將為雄安新區(qū)輸送70億千瓦時以上的清潔電能，極大緩解河北省南北部電力供需矛盾，為雄安新區(qū)100%清潔電力供應創(chuàng)造條件，為構(gòu)建藍綠交織、清新明亮的智慧生態(tài)雄安，圓滿完成這一千年大計和國家大事提供重要支撐。
根據(jù)計劃安排，張雄特高壓工程將于8月底前竣工投產(chǎn)，需要準時準點的將清潔電力輸送到雄安新區(qū)，時間緊任務重。國網(wǎng)冀北電力以一刻也不能停、一步也不能錯、一天也不能耽誤的工作要求，堅持疫情防控和復工復產(chǎn)“兩手抓、兩手硬”，在3月10日恢復張雄特高壓工程建設，并按下工程建設的“快進鍵”，克服自然環(huán)境惡劣等難題，做到保安全、控質(zhì)量、促環(huán)保，全力以赴打造精品工程，確保工程務期必成。
加快技術攻關助力綠色發(fā)展
6月4日，國網(wǎng)風光儲公司迎來了一場關于儲能電站運行技術的網(wǎng)絡研討會，如何解決大容量電池儲能電站控制運行難題，實現(xiàn)電站安全、可靠、高效、經(jīng)濟運行成為討論的重點，國網(wǎng)風光儲公司提出的“大容量電池儲能電站建?？刂脐P鍵技術及應用”創(chuàng)新成果贏得了與會專家的充分肯定?；诖隧椉夹g，國網(wǎng)冀北電力在提升儲能電站經(jīng)濟運行和維護效率、降低安全風險等方面形成了可借鑒的經(jīng)驗成果，對于我國進一步探索儲能技術應用和相關設備研發(fā)具有重要參考意義。這也是國網(wǎng)冀北電力積極推動技術創(chuàng)新、助力綠色發(fā)展的真實寫照。國家風光儲輸示范工程作為全球最大的集風力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能裝置及智能輸電“四位一體”的大規(guī)模新能源示范項目——國家風光儲輸示范工程的建設運營單位，多年來，國網(wǎng)冀北電力以綠色低碳為方向，聚焦可再生能源難預測、難控制、難調(diào)度和我國新能源總體裝備水平亟待提升兩大制約難題，持續(xù)開展科研攻關，在風光儲并網(wǎng)性能優(yōu)化技術、風光儲支撐電網(wǎng)穩(wěn)定運行控制技術等方面建立科研優(yōu)勢，在大規(guī)模新能源并網(wǎng)、儲能電池梯次利用等多個技術方向?qū)崿F(xiàn)了重大突破，取得了在國際上領先的成果。
截至5月底，冀北電網(wǎng)新能源裝機規(guī)模已達到2166.1萬千瓦，相當于一個“三峽”的容量，占統(tǒng)調(diào)裝機容量的59.3%，占比位居國網(wǎng)系統(tǒng)第一。面對新能源的迅猛增長，國網(wǎng)冀北電力在以科研攻關成果服務新能源發(fā)展的同時，還著力推出一系列實打?qū)嵉膭?chuàng)新舉措，進一步挖掘新能源消納潛力。“我們?nèi)匡L機都裝上了新能源有功控制系統(tǒng)，風機出力不再受‘死指標’的限制，調(diào)度更加靈活，多出力就有得賺。”談及國網(wǎng)冀北電力對新能源調(diào)度的精細管控，華電沽源風電有限公司生產(chǎn)運營部主任錢斌開心不已。國家風光儲輸示范工程依托功率預測系統(tǒng)、自動電壓控制系統(tǒng)和自動有功控制系統(tǒng)等技術支撐手段，國網(wǎng)冀北電力在新能源調(diào)控運行技術上再升級，實現(xiàn)了“事前預測、事中優(yōu)化、事后評估”的新能源全過程調(diào)控，為新能源消納能力提升奠定了基礎。此外，國網(wǎng)冀北電力創(chuàng)新開展單機信息接入，實時監(jiān)視冀北全網(wǎng)及各新能源場站的理論出力、可用出力和棄風、棄光情況，并打造了新能源大數(shù)據(jù)運行分析平臺開展新能源資源情況和損失電量精細化分析，優(yōu)化新能源場站發(fā)電性能，顯著拓展了新能源消納空間。
由國網(wǎng)冀北電力負責建設運營的國家風光儲輸示范工程光伏區(qū)。國網(wǎng)冀北電力供圖科研攻關和技術革新為能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了技術上的保障。國網(wǎng)冀北電力努力將工程實踐和科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，為轉(zhuǎn)型發(fā)展增添新動能。該公司依托國家風光儲輸示范工程建成世界首座百兆瓦級虛擬同步發(fā)電機電站，為構(gòu)建高比例新能源電網(wǎng)提供了解決方案，每年減少棄風、棄光電量947.2萬千瓦時，增加發(fā)電收益568.39萬元。依托新能源大數(shù)據(jù)精細化分析與創(chuàng)新服務平臺，打造新能源產(chǎn)業(yè)各方交互前端窗口，未來將進一步擴大數(shù)據(jù)接入規(guī)模，在大數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互濟，全面發(fā)揮大數(shù)據(jù)應用價值，實現(xiàn)新能源數(shù)字化服務能力升級。
打造虛擬電廠推動能源互聯(lián)
4月22日，國網(wǎng)冀北電力召開第二季度工作會議，該公司負責人圍繞如何推動國網(wǎng)公司發(fā)展戰(zhàn)略落地作出部署，要求擴大虛擬電廠接入資源規(guī)模，拓展交易品種和商業(yè)模式，應用虛擬電廠技術服務綠色冬奧，打造虛擬電廠二期示范工程。作為推進能源互聯(lián)網(wǎng)建設有效手段，虛擬電廠示范工程如今已經(jīng)從理論高地走進冀北實地，在激活能源互動消費上發(fā)揮了重要作用。
2019年12月12日，冀北虛擬電廠示范工程正式投入商業(yè)運營。這一天對于遠在沽源縣西南部山區(qū)的蓮花灘風電場有著不同尋常的意義。“我們接入冀北虛擬電廠，2019年12月份，在富風期，電場的發(fā)電指標提升了5個百分點，相當于每臺風機的利潤增加了4%，是冀北虛擬電廠聚合億萬用戶的強大功能，讓富余風電有處可去。”該風電場場長劉宏偉說道。冀北虛擬電廠為新能源場站帶來了新的生機。
冀北虛擬電廠基于智能管控平臺，綜合運用數(shù)字技術和智能控制技術，將用戶側(cè)可調(diào)資源智慧聚合成可與電網(wǎng)實時柔性互動的“物聯(lián)網(wǎng)云”電廠。在這個數(shù)字化的“物聯(lián)網(wǎng)云”電廠里，分布式電源、電動汽車、儲能、可控負荷等資源被聚合起來，可以像傳統(tǒng)發(fā)電廠一樣，幫助電網(wǎng)調(diào)峰，促進清潔能源消納，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。
隨著新一輪電力體制改革不斷深化，主體多元、開放共享、互利共贏的電力市場格局成為社會各界的共同期待。而冀北虛擬電廠在促進清潔能源消納的同時，對構(gòu)建未來的電力交易市場也有重要意義。
國網(wǎng)冀北電力首創(chuàng)虛擬電廠參與調(diào)峰輔助服務市場機制，《第三方獨立主體參與華北電力調(diào)峰輔助服務市場試點方案》獲得國家能源局、華北能源監(jiān)管局正式批復。2019年12月12日零時，負荷側(cè)資源參與華北電力調(diào)峰輔助服務市場開始在華北電網(wǎng)運行。
據(jù)國網(wǎng)冀北電力交易公司負責人王宣元介紹，調(diào)峰輔助服務是為了讓電能夠更安全、更經(jīng)濟地傳送到用戶，在負荷高峰的時候，增加發(fā)電機的出力，在負荷低谷的時候，減少發(fā)電機出力，以解決電能發(fā)、供、用瞬時平衡的難題。
在冀北虛擬電廠的聚合下，企業(yè)、居民等用戶也可以參與電力市場交易，生產(chǎn)線、電鍋爐、大樓、充電樁等用戶側(cè)資源，也可以成為一個個微型發(fā)電機，參與電力市場交易，獲取調(diào)峰輔助服務費用。“以前，我們車間每個時段開機數(shù)量比較平均，用電負荷也相對均勻。加入冀北虛擬電廠以后，我們改進生產(chǎn)工序，用電高峰時段，少開機甚至不開機，夜間低谷時段爭取滿負荷生產(chǎn)。”陽光硅谷電子科技有限公司動力班運維人員張云峰說，企業(yè)接入冀北虛擬電廠并參與調(diào)峰輔助服務市場后，調(diào)整了部分車間生產(chǎn)工序，不僅享受到了低谷電價，并得到一筆調(diào)峰費用，一舉兩得。 借助冀北虛擬電廠建立的多種能源柔性互動的商業(yè)模式和市場機制，陽光硅谷這類用電客戶有了全新的市場角色，他們參與到電力市場中來，與電網(wǎng)更好地互動，并開拓了新的盈利模式。“不僅是工廠，居民和樓宇也可以參與到冀北虛擬電廠的價值創(chuàng)造中。你可以把家里的電動汽車、空調(diào)、冰箱等交給虛擬電廠‘托管’，虛擬電廠將挖掘家庭的負荷特性，讓用電、能耗、能效數(shù)據(jù)信息覆蓋各家各戶。”王宣元說。
截至4月底，冀北虛擬電廠商業(yè)運營獲得總收益160.4萬元，日最高收益近9萬元，在一定程度上實現(xiàn)了電力用戶、電網(wǎng)公司和發(fā)電企業(yè)多方降本共贏，與全社會共享創(chuàng)新發(fā)展成果，為美好生活賦予了新的動能。