张北破题“风光储输” 示范效应逐渐显现

已经连续举办5届的张北音乐节，让河北省张家口市张北县名声大噪。每年7月，各地乐迷都齐聚张北，当地酒店人满为患。

除了热闹的音乐节，坐落于张北的国家电网风光储输示范工程，也逐渐被人们熟知。这个致力于破解大规模新能源集中并网运行技术难题的国家级示范性工程，正逐渐成为张北的新名片。

落户张北事出有因

8月中旬的北京，暑热未消，但距离京城200公里左右的张北却已凉气逼人。

沿京藏高速驱车北上，路上除了运货的卡车，就是前往张北草原避暑的人们。逐渐闯入人们眼帘的风车，提示了大家已经进入张北地区。蓝天白云下，一座座挺拔的风机，一排排耀眼的太阳能光伏电池板——这里便是国家电网风光储输示范电站。

登上国家风光储输示范电站四层主楼楼顶，一阵阵凉风袭来。电站综合服务处副主任梁立新指着远处的风机和光伏电池板，向记者介绍起这块“新能源试验田”的前世今生。

2009年4月29日，科技部、财政部、国家能源局在国家电网公司召开了“金太阳工程”协调会。会议确定，由国家电网公司牵头，规划建设1～2个100兆瓦级标志性示范项目，探索解决风电和光电的并网问题。国家风光储输示范电站工程由此启动。

工程落户张北，则缘于张北这片土地的独特资源禀赋。“坝上一场风，从春刮到冬”是这里最真实的写照。这里距北京只有2小时车程，是河北省日照条件最好的县之一，年平均日照时数2897.8小时，全年活动积温2448℃，年平均7级以上大风日数30天左右。

近年来，随着新能源产业的快速崛起，张北因为良好的风能和阳光吸引了大批新能源开发商。以张北为重点的冀北地区，不仅成为国家批复的首批千万千瓦级风电基地之一，同时还涌现出一大批太阳能光伏电站。

但另一方面，由于当地人口少，经济基础较弱，用电量有限，大量的风电和光伏发电必须通过高电压、远距离输送至京津唐电网负荷中心消纳。而风电和光伏发电因天气变化等原因，出力忽大忽小，时有时无，在没有足够数量的其他电源匹配调峰的情况下，并网时往往会导致电网运行不稳定。这也是当前一些地区“弃风”与“弃光”现象严重的原因之一。

“种种因素的汇集，使张北成为最具备新能源开发利用特征的地区，在破解电网接纳大规模新能源技术难题上具有典型性和代表性。”梁立新告诉记者，“正因如此，国家风光储输示范工程最终选址和落户张北。”

示范效应逐渐显现

进入光伏电站东区，犹如进入了一片蔚蓝色的海洋。5个蓝色的高倍聚光电池向日葵一般，同时朝着太阳的方向。

“光伏电站总装机容量4万千瓦，分为示范区和试验区，区域面积近1800亩，是国家‘金太阳’工程中建设规模最大的大型并网光伏电站。其中，光伏电站东区为试验区，装机容量1.2万千瓦。目前国内所有类型的光伏板都能在试验区找到，包括多晶硅、单晶硅、非晶薄膜、背接触式光伏组件和高倍聚光电池，跟踪布置方式涵盖最佳倾角固定式、平单轴跟踪、斜单轴跟踪和双轴跟踪。”电站光伏负责人张改利告诉记者。

张改利说，多样化的太阳能电池、逆变器和跟踪方式将实现多模式的运行数据的比对，可分析验证不同类型太阳能电池、逆变器和跟踪方式的运行效率，积累宝贵的运行数据，可为国家推动太阳能产业发展提供可信赖的数据支撑。

在电站控制中心的中央大屏幕上，记者可以直观地看到，波动较大的蓝色曲线(代表风电出力)和黄色曲线(代表光伏发电出力)，经橙色曲线(代表储能即蓄电池电量变化)“填平补齐”后，变成了平滑的绿色曲线(代表电站实际发电出力)。

电站风机专门负责人朱斯告诉记者，“这里是整个风光储电站的‘大脑’，当风电、光伏发电出力足够时，可将多余的发电出力储存到电池中;一旦风光出力不够时，储能系统就可以放出电量。而这一切，是通过联合发电智能全景优化控制系统实现的。它可改善风电、光伏出力的波动性和间歇性，使之安全稳定地并入电网运行。”

记者在采访中了解到，目前影响新能源大规模并网的三大技术瓶颈主要有：一是调峰问题，需建设大量的备用容量和调峰电源。二是电力安全问题，风电和光电出力多变和瞬间冲击，影响电网的暂态稳定性及频率稳定性。三是电能质量问题，风电和光电大规模并网常常会引起电压水平降低，风机中的电子设备会带来谐波污染，影响电能质量。

“风光储输联合优化的技术路线属世界首创，没有先例可循。我们做的每一件事情都是世界首创。”在电站控制中心，梁立新告诉记者，电站二期工程还将一如既往地致力于解决以风电、光伏发电为代表的新能源大规模集中并网、集成应用。

“这是一道世界级难题，没有捷径可走。”梁立新说。