11月1日，在張北柔性直流電網(wǎng)工程中都換流站交流場，工作人員正在對耗能變壓器進行鐵芯夾件電流檢測。

河北日報記者 馬彥銘攝河北日報記者 馬彥銘 通訊員 郭 旭 田 園

張北小縣，風光無限。

張北縣地處壩上，風能和太陽能資源豐富。全縣風能在不限電條件下年平均利用小時可達3000小時，太陽能年平均利用小時達1700小時以上。目前，張北新能源總裝機規(guī)模達907.16萬千瓦，其中風電規(guī)模563.3萬千瓦、光伏規(guī)模327.54萬千瓦，裝機規(guī)模位居河北首位、全國前列。

來自風能和太陽能的綠電清潔環(huán)保，但也存在隨機性、間歇性、波動性等弱點，如何消納是個難題。多年來，張北縣創(chuàng)新舉措，持續(xù)做大做強新能源產(chǎn)業(yè)。壩上的綠色能源點亮了北京的燈，照亮了雄安的夜，進入千家萬戶。

張北的無限風光，怎樣變身為穩(wěn)定供應(yīng)的綠電?筆者進行了探訪。

“制”綠電形成產(chǎn)業(yè)

在張北，用于發(fā)電的風電設(shè)備已實現(xiàn)本地造。11月2日，在張北縣運達風電有限公司裝配車間，工人們正在對輪轂、主軸承等風電機組配件進行組裝。

“我們主要生產(chǎn)發(fā)電能力在4兆瓦以上的大型風電機組，部分機組發(fā)電能力達6.25兆瓦，也就是說在滿發(fā)狀態(tài)下，每小時能發(fā)電6250千瓦時?！惫究偨?jīng)理張英波說，依靠自主研發(fā)、自主設(shè)計，運達風電2021年生產(chǎn)能力達到617臺(套)的高點，產(chǎn)值逾30億元。

除生產(chǎn)大型風電機組，運達風電還把業(yè)務(wù)拓展到風電機組的運維后市場和風電機組的更新?lián)Q代市場。張英波介紹，通過智慧運維和技術(shù)改造，他們能夠有效提升現(xiàn)有風電機組的發(fā)電能力。

在張北艾郎風電科技發(fā)展有限公司新廠區(qū)，院內(nèi)擺放著排列整齊的風電葉片?！靶聫S區(qū)預(yù)計年產(chǎn)風電葉片400套，與舊廠區(qū)產(chǎn)能大體相當。最大的不同是，新廠房長690米、寬108米，整體結(jié)構(gòu)無隔斷，適合大型風電葉片生產(chǎn)。這里生產(chǎn)的風電葉片長度為94米至108米，遠大于舊廠區(qū)的49米至59米的葉片長度?！惫拘姓笨倖檀好鹘榻B。

喬春明說，風電葉片越長，從空氣中獲取的風能也就越多。由于風電葉片70%以上的工藝要靠手工進行，因此，一個寬敞和功能齊全的廠房作用至為重要。

張北縣新能源發(fā)展中心主任任海龍介紹，以運達風電、艾郎風電等企業(yè)為代表，張北已形成較為完善的風電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈。同時，張北積極引進制氫、光伏組件加工等各類新能源裝備制造項目，逐步構(gòu)建起集裝備制造、項目開發(fā)、產(chǎn)品檢測等不同領(lǐng)域于一體，覆蓋上下游全鏈條的產(chǎn)業(yè)集群。

今年9月底，海泰新能科技有限公司張北1GW光伏組件制造項目投產(chǎn)，產(chǎn)出張家口第一塊單晶硅光伏板。項目從入駐到投產(chǎn)用時不到一個月，公司生產(chǎn)經(jīng)理張建彬說，產(chǎn)線實現(xiàn)了組件型號全覆蓋，可兼容210毫米、182毫米等所有規(guī)格尺寸。未來，公司將致力于打造國際一流的自動化產(chǎn)線，為生產(chǎn)高效光伏組件提供可靠保障。

“儲”綠電技術(shù)領(lǐng)先

電是一種即時消費的特殊商品。但是，風力發(fā)電和光伏發(fā)電必須有風和陽光照射才能進行，這并不一定與人們需要用電的時間一致。

“儲能技術(shù)已成為張北綠電供應(yīng)的基本要素之一?！比魏｝堈f，張北儲能規(guī)模達16.32萬千瓦，能夠起到良好削峰填谷、需求響應(yīng)、平衡供給等作用，實現(xiàn)電網(wǎng)的靈活高效、穩(wěn)定可靠。

11月3日，來到張北縣百兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范項目廠區(qū)，廠房外側(cè)兩個銀色巨型球狀罐體引起筆者注意。“罐體可以蓄冷和蓄熱，能夠節(jié)約能源?！表椖考夹g(shù)負責人索文輝說，傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)通過燃燒化石燃料提供熱源，該項目通過換熱器將壓縮機的壓縮熱交換、回收，并在蓄熱器中存儲，擺脫了對化石燃料的依賴。該項目是目前國際上規(guī)模最大、性能最優(yōu)的先進壓縮空氣儲能電站。

存儲綠電，張北縣國家風光儲輸示范基地也有獨到之處。該基地是世界首個集科研、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)比對、應(yīng)用試驗以及生產(chǎn)運行為一體的綜合平臺，也是全國首家實現(xiàn)“新能源+儲能+調(diào)相機”模式的新能源場站。

基地按照風電場500兆瓦、光伏電站100兆瓦和儲能裝置70兆瓦設(shè)計規(guī)劃，采用世界首創(chuàng)的風光儲輸聯(lián)合發(fā)電技術(shù)路線，攻克了大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用的世界性難題。在儲能方面，基地首次提出多類型電池動態(tài)大容量成組及級聯(lián)集成技術(shù)，開發(fā)了基于電站集中控制與儲能單元就地調(diào)控耦合分層機構(gòu)的儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)儲能電站全功率快速響應(yīng)。通過大規(guī)模電池儲能集成應(yīng)用，基地實現(xiàn)了風光發(fā)電友好接入，源網(wǎng)友好互動。

綠電不僅存儲有方，還能就地消納。

“張北氣候冷涼，符合國際先進數(shù)據(jù)中心自然冷卻方式的理想條件。”任海龍介紹，張北PUE值(數(shù)據(jù)中心總設(shè)備能耗/IT設(shè)備能耗)小于1.2，目前全國最低(PUE全國平均數(shù)值2)，2022年度服務(wù)器上架數(shù)量達52萬臺(用電需求將近15.2億千瓦時)，預(yù)計到2025年服務(wù)器上架數(shù)量可突破200萬臺(用電需求超過80億千瓦時)。

“送”綠電創(chuàng)新突破

“張北的風點亮北京的燈”——走進張北柔性直流電網(wǎng)工程中都換流站，一排醒目的綠色標語映入眼簾。

張北柔直工程建有中都、康巴諾爾、阜康、延慶4座換流站，擁有450萬千瓦的可再生能源匯集能力，是世界首個輸送大規(guī)模風能、太陽能、抽水蓄能等多種形態(tài)能源的四端柔性直流電網(wǎng)。

中都換流站運行值長田春雨介紹，柔性直流是新一代直流技術(shù)，與交流和常規(guī)直流相比，柔性直流輸電技術(shù)具有可控能力強、功率調(diào)節(jié)速度快、運行方式靈活等特點。張北柔直工程是世界首個柔性直流電網(wǎng)工程，也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程。

中都換流站是張北柔直工程的重要送端，直接與風電、光伏新能源場站連接?！皡R入換流站的風電和光電，好比一條條水質(zhì)和水量各不相同的支流突然匯入干流，控制難度很大。”田春雨說，中都換流站既像水廠一樣提升綠電質(zhì)量，又像水庫一樣控制流量，能把忽大忽小的風力發(fā)電和光伏發(fā)電穩(wěn)妥送出。

“作為直流電和交流電相互轉(zhuǎn)換的橋梁，柔性直流換流閥被稱為柔直工程的‘心臟’?！眮淼綋Q流站主控樓柔性直流換流閥閥廳外，指著高大的換流閥閥塔，田春雨說，一座閥塔由132個子模塊組成，全站共有24座這樣的閥塔，是柔性直流項目中技術(shù)含量最高、挑戰(zhàn)最大的主設(shè)備之一。10月29日，中都換流站利用智能紅外巡檢系統(tǒng)對采集的換流閥紅外影像進行了人工分析和復(fù)核，設(shè)備運行一切正常?！邦愃频难矙z，我們每周進行一次，確保設(shè)備安全運行。”

2020年6月，張北柔直工程正式投運。該工程創(chuàng)造了12項世界第一，每年可向北京地區(qū)輸送約140億千瓦時的綠電，大約相當于北京市用電量的十分之一，每年可節(jié)約標準煤490萬噸，減排二氧化碳1280萬噸。

張北的綠電還送往了雄安。2022年底，國家風光儲輸示范基地2×50兆乏調(diào)相機系統(tǒng)首臺機組實現(xiàn)一次并網(wǎng)成功，風光電能沿著更高品質(zhì)的“綠電高速公路”輸入張雄特高壓主網(wǎng)。

當前，更多全國首創(chuàng)乃至世界首創(chuàng)的清潔能源技術(shù)正在張北投用，讓風光發(fā)電更穩(wěn)定、更可靠。