張北綠色電力技術（風能出張北綠電送北京）

2023-07-28 21:34:50

北京的燈正在被張北的風點亮。

張北壩上草原位於北京西北方向約200公裡。近日，筆者在這裡看到，草原顏色已經變成嫩綠。與無邊無際的草原一起鋪陳開來的是高大的白色風車，星羅棋布，連綿不絕。隨著風車緩緩轉動，巨量的風能轉化為電能。通過電網，這些能量不斷輸送到北京等地。

國網北京市電力公司延慶換流站的員工檢查張北柔性直流電網輸變電設備。（資料片） 新華社記者 李欣攝

張北柔性直流電網工程每年可向北京輸送140億千瓦時的清潔電力，相當於北京年用電量的1/10

「充分發揮張家口豐富的風、光自然資源優勢，不斷加大新能源開發利用力度，自冬奧會籌辦以來，國網冀北電力有限公司秉持『綠色、共享、開放、廉潔』的辦奧理念，認真貫徹關於冬奧工作的系列重要指示批示精神，全面落實黨中央決策部署，建設運營張北柔性直流電網工程，持續開展跨區域綠電交易，讓綠色能源供得上、送得出、用得好。」說起張北新能源利用，國網冀北電力有限公司冬奧辦副主任雷為民如此表示。

張北一場風，從春刮到冬。張北縣距張家口市區45公裡，與張家口市區的最大海拔落差達1000米以上，地理位置高低形成的懸殊溫差導致空氣在這裡形成強對流。張北也成為蒙古高原冷空氣進入華北平原的主要氣流通道。這些因素導致張北風資源異常豐富，儲量在2000萬千瓦以上。

在現場，我們切實體會到了風的力量。張北的風推動2兆瓦的風機以額定速度轉一圈需要3秒左右。在此過程中，風機約可以發出2千瓦時電。按此計算，每天每臺連續運轉的該種風機可發電5.76萬千瓦時。按照每輛新能源車每百公裡耗電15千瓦時計算，這些電能可供一輛新能源車輛行駛超過38萬公裡。

看似美好的風電以前卻是無法馴服的巨獸。受自然風速變化影響，風電的特點是發電功率不受人控制。但電力併入電網必須穩定，不穩定的電流，可能導致電網癱瘓。因此，解決新能源併網成了風電利用的最大瓶頸。

2015年7月，國務院正式批覆《河北省張家口市可再生能源示範區發展規劃》，同意設立張家口可再生能源示範區。該規劃還提到，通過張北可再生能源示範項目，把張家口張北地區的風轉化為清潔電力，併入冀北電網，輸向北京等地。

2020年6月，新能源利用的關鍵項目——張北柔性直流電網試驗示範工程正式投運，通過該項目，清潔的電力匯聚到位於張北縣的換流站，然後從這裡輸向北京，點亮萬家燈火。

作為北京冬奧會清潔能源配套項目之一，這一工程成功將張家口上百家風電場、數千家光伏電站連成一個有機整體，並成功「上網」，實現了綠電的全部接入、消納和輸送。

「張北柔性直流電網試驗示範工程像一輛行駛在電網中的『超級貨車』，能精準控制方向與速度，將不穩定的風電穩妥送到終端。」國網冀北電力有限公司相關負責人介紹，該工程每年可向北京輸送140億千瓦時的清潔電力，相當於北京年用電量的1/10，每年節約標準煤490萬噸，減排二氧化碳1280萬噸。工程背後，是施工人員28個月、800多天的日夜付出和堅守。

從全國範圍看，該工程也意義重大。該工程是目前國內唯一全部接入超大規模並輸送綠色電力的電網，採用目前全球最先進的輸電技術，發電過程中不產生任何對環境有害的物質，能夠有效解決張北可再生能源送出與消納問題。

該工程還探索出了新能源消納的新模式，就近解決了首都燃氣電廠替代問題，極大改善了環境質量。

進一步的探索也已成功。

2021年8月30日，新能源組網系統及涉網性能試驗在位於張北的國家風光儲輸示範工程試驗基地完成。本次試驗的成功，探索出了一條真實工況下研究新能源組網的新路徑，為新能源設備集群運行交互特徵及系統穩定性研究提供了試驗平臺，進一步支撐新能源電源實現從併網到組網的技術跨越。

為了更好駕馭新能源，國網冀北電力有限公司依託國家風光儲輸示範工程，充分發揮風光儲公司、電科院等單位科研攻關優勢，持續在風光儲設備狀態評估及智能運維技術、風光儲併網性能優化技術等方面加大攻關力度，並在虛擬同步機、大規模新能源併網、儲能電池梯次利用等多個技術方向實現突破。

2021年11月12日，國網冀北電力有限公司對張北柔直線路首次開展直升機帶電作業，填補了相關技術空白。

截至2022年3月底，該工程共為北京輸送60.18億千瓦時電能。

除綠電輸送電網外，一張看不見的綠電交易網也在發揮著重要作用

3月13日，北京2022年冬帕運會在國家體育場圓滿落幕。至此，國網冀北電力有限公司圓滿完成北京2022年冬奧會、冬帕運會保電任務，兌現了供電保障和疫情防控兩個萬無一失的莊嚴承諾。

從2月2日全面展開賽時保障到3月13日冬帕運會閉幕，國網冀北電力有限公司日均投入1.3萬餘名保電人員、2900餘臺車輛、49臺應急發電車，對9座競賽非競賽場館、118條輸電線路、40座變電站換流站等實施保障。

「冬奧賽事對電能可靠的要求非常高，比如賽事計時計分、賽事轉播等，綠電都穩穩地扛起了這些重任。綠電通過大電網輸送到賽區之後，還要經過臨電這個重要的環節才能被真正應用起來。」雷為民說。

無論是賽時的場館靈活供電還是對成千上萬居民和企業用戶的供電，電網調節能力都發揮了重要作用。

綠電能輸送，也得能調節，才能保障電力平穩可靠輸出。2021年12月30日，河北豐寧抽水蓄能電站投產發電。作為張北柔直工程重要的調節站點，鄰近該蓄能電站的阜康換流站依託抽水蓄能電站「充電寶」的特點，根據負荷情況，對整個電力系統運行進行調節。當送出的電量有剩餘時，換流站等設施利用剩餘電能將水抽至水庫儲存，當電力緊缺時，電力調節系統放水發電，及時補充電量，保障了電力平穩輸出。

看得見的綠電輸送電網外，一張看不見的綠電交易網也在發揮著重要作用。

「綠電交易」是指在綠電交易平臺上，電力用戶通過電力交易的方式，從綠色電網與發電企業那裡購買風電、光伏發電等新能源電量。

綠電交易機制是北京冬奧會和冬帕運會的創新之舉。

為了讓冬奧會用上張家口的綠電，河北省發改委積極與北京冬奧組委溝通對接，研究出臺了《張家口零碳冬奧綠色電力交易實施辦法》和《張家口四方協作機制用戶準入規定》，明確規定了張家口冬奧場館準入註冊和電力交易組織的操作流程。

河北省發改委還會同華北能源監管局出臺了《京津冀綠色電力市場化交易規則》，明確張家口新能源企業綠電外送北京冬奧場館的交易流程，在政策層面為冬奧綠電交易提供了充足依據。

大力落實相關制度，綠色電力交易進展順利。截至4月初，國網冀北電力有限公司已組織外送北京場館綠電交易3.75億千瓦時。

「在綠電交易中，我們發現，用電企業願意為綠色電力的『環境價值』買單，通過消費綠色電力實現了清潔用能，踐行了社會責任，同時提升了品牌形象和市場競爭力。另一方面，綠色電力在電力市場中所體現的環境價值，已經精準傳導至新能源企業，引導並激勵了新能源的相關投資，推動新能源產業進一步健康發展。我們正同有關部門合作研究綠電交易制度，希望通過進一步的制度創新把更多的綠色電力送往北京，助推『雙碳』目標如期實現。」國網冀北電力有限公司相關負責人介紹。 （河北日報記者 曹 智 通訊員 高得蓮 石佳）

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