国家风光储输示范工程打造清洁能源发展示范样本

2016-12-12 10:43:44 太阳能发电网
当以风能和太阳能为代表的新能源被赋予“第三次工业革命核心”的重任时,如何克服这两种“最清洁能源”与生俱来的随机性、波动性和间歇性,进而实现规模化并网,便成为一道横亘在新能源开发利用之路上的难题。国家电网公司始终致力于破解清洁能源发展瓶颈,不辱使命,不负重托,采用世界首创的“风光储输联合发电”技术路线,在智能电网技术框架下,建成目前世界规模最大的集风力发电、光伏发电、储能及输电工程“四位一体”的可再生能源项目——风光储输示范工程,为破解清洁能源大规模并网这一世界性难题展开了前沿性探索,取得丰硕成果。
 
  积极推动科技成果深度转化
  实现清洁能源发展水平提升

  目前,工程已安全稳定运行1857天,通过风、光、储多组态联合运行模式,累计输出超过26.24亿千瓦时平稳可控绿色电能,相当于节约标准煤104.96万吨、减排二氧化碳261.6128万吨。

  在“低碳奥运院士行”活动中,中科院院士们一致认为,示范工程的意义并不在于发了多少电,而在于在无任何工程实例可参考的条件下,探索出一条世界首创的风光储输联合发电运行模式,即通过风、光、储的7种组合发电方式,与平滑出力、跟踪计划、系统调频、削峰填谷4种功能相结合,实现多组态、多功能、可调节、可调度的联合发电运行方式。

  示范工程投运以来,以风光储联合发电互补机制及系统集成为代表的五大关键技术突破已取得87项授权专利,累计获得数项省部级科技成果奖,部分创新成果达国际领先水平。研发的风光储联合发电监控系统自动发电控制等7套软件,并申请软件著作权;已发表论文102篇,其中SCI、EI等国内外期刊上收录论文50篇;编写了风光储联合发电系统优化配比技术研究等15本技术报告,显著增强了我国在国际新能源领域的影响力和话语权。

  5年来,风光储输联合发电运行及调度模式历经天气阴晴、风云变幻无常、极寒暑热交替等综合考验,将难预测、难控制、难调度的风、光资源转化为优质可靠的绿色电能输入电网。公司依托示范工程,建立了国内首次风光联合发电功率预测数值天气预报,实现多尺度全天候风光联合功率预测技术;并在国内首次应用云成像技术和装置开展光伏功率预测,大范围捕捉方圆云层数据信息,有效提升光伏电站超短期功率预测能力。

  一系列科技创新,为解决大规模新能源集中开发、集成应用的世界性难题提供了我国自己的方案。

  示范工程还代表公司参加了“国家十二五创新成就展”,受到了国务院总理李克强、副总理汪洋高度关注,全国人大副委员长沈跃跃等领导也在实地调研中给予高度评价。

  如今,示范工程的运营经验、成果已经为外界所认可借鉴,并推广应用于美国及我国宁夏、青海多个新能源联合发电示范工程。在示范工程的应用提升效应下,以比亚迪等多家电池储能制造企业为代表,陆续建成投产了系列储能产品,开启了我国电池储能产业先河,产能较过去扩大约40倍,成本降低了78%;其联合发电控制技术及检测系统,已经成为大规模新能源场站生产运行的关键平台,在江苏如东海上风电场监控、西藏羊八井光伏电站监控、酒嘉风电基地得到广泛应用;涵盖规划设计、调试验收、运行检修和技术监督全过程技术标准体系,已应用于大唐新能源和鲁能集团风电场,为大规模新能源精益化运行提供了强有力的技术支撑。

  示范引领效果显著
  清洁能源“试验田”建设成果丰硕

  走进示范工程,张北坝上草原那高高耸立的白色风机和闪闪发光的光伏板,与蓝天碧野交相辉映,与朔风白云水乳交融。

  全国政协副主席、科技部部长万钢视察示范工程时说:“国家风光储输示范工程不仅是我国新能源综合利用成果的集中展示,也为我国未来新能源的发展提供了技术示范平台,对未来我国新能源的规模化应用具有重要的示范和借鉴意义。”

  示范工程涵盖7种类别风电机组,选型和建设严格遵循国家相关技术标准、规定,采用统一平台监控,统一远程故障在线监测,实现数据通信友好上传,有功、无功远程可调,在满足低电压穿越性能要求基础上,实现了高电压穿越性能。

  紧挨着成片白色风机森林的,是一排排在太阳照射下熠熠生辉的太阳能光伏板。记者了解到,该光伏电站示范应用了最全的光伏组件和跟踪方式,多角度、全方位开展技术经济比较,对比同纬度固定式光伏发电系统,跟踪方式,多角度、全方位开展技术经济比较,对比同纬度固定式光伏发电系统,跟踪发电系统每年能提高约18%的发电量。

  记者还实地探访了该示范项目的化学储能电站。刘汉民在现场告诉记者:“该储能电站已经涵盖5种类型的电化学储能电池,包括磷酸铁锂电池、全钒液流电池等,共计近30万节,突破了大规模电池储能协调控制和能量管理关键难题,首次实现同一站内平滑风光功率输出等多种高级应用,解决了风、光发电不确定性引发的电力系统调峰、安全问题。”谈及储能建设后续工作,刘汉民表示,今年将投运电动汽车电池梯次利用项目,同时还要配置先进的空气压缩储能,为电网储能关键技术创新展开大规模试验示范。

  随着这一全新的联合发电运行模式的实验与探索,科技人员实现了风光储互补机制及系统集成、全景监测与协调控制、功率预测、源网协调、大规模储能技术等5大技术突破,完成了联合发电智能全景优化控制等10项以上自主设备研发,并获得了储能控制策略等20多项技术创新。事实上,这个示范工程已成为我国新能源发电和储能技术的试验场。
 

作者:刘杰 赵淑伟 梁立新 来源:国家电网报 责任编辑:dongyiqiang

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