國網冀北電力公司科技創新“源頭活水”推動新能源高質量發展

　　8月4日，在張北柔性直流電網試驗示范工程中都換流站閥廳內，國網冀北超高壓公司運維人員應用無人機巡檢換流閥，并對設備開展帶電檢測，保障張家口地區綠電安全穩定送出。

　　面對當前能源轉型和高質量發展的新形勢新任務，國網冀北電力有限公司始終將科技創新擺在突出位置，勇當科技創新主力軍，全面激活創新潛能，促進源網荷儲共同發力，努力解決新能源大規模并網技術難題，加快構網型技術、儲能技術研究應用，以科技創新“源頭活水”推動新能源高質量發展。

　　攻關新能源大規模并網技術難題

　　促進新能源多發穩發

　　張北地區年平均日照時長將近3000小時，無限“風光”中蘊藏著巨大能量。由國網冀北電力運營的國家風光儲輸示范工程就位于這里。

　　國家風光儲輸示范工程實現了風儲聯合、光儲聯合和風光儲聯合等7種發電運行方式的自動組態、智能優化和平滑切換，使新能源和儲能電站發出的電力可控、可調。該工程的成功運行為解決新能源大規模并網后難以控制、難以調度的世界性難題貢獻了“中國智慧”。

　　走進國家風光儲輸示范工程控制中心，大屏上呈現著科技感十足的操作系統頁面。這里是整個風光儲輸聯合發電系統的大腦。由國網冀北電力研發的風光儲輸聯合發電控制和調度系統可使新能源發電出力在10分鐘內的平均波動率由30%降低至5%。該公司還研發了多尺度、全天候、高精度的風光聯合功率預測系統，使風光發電聯合功率預測偏差小于10%。

　　調相機被稱為電網安全穩定運行的“穩定器”，可根據電力系統需要自動在電網電壓波動時調節無功輸出，提高電網安全穩定運行水平。國網冀北電力調控中心以分布式調相機支撐大規模新能源交流匯集送出為抓手，幫助新能源場站結合實際情況開展分布式調相機本體參數優化選型，推進新能源場站內部多類型無功設備協調控制，形成“機組-場站-電網-機制”全系列解決方案，助力提升新能源電力消納水平。

　　截至目前，國家風光儲輸示范工程兩臺調相機組直接提升新能源電力送出能力約30%，累計增發電量超1億千瓦時。冀北電網目前已投產25臺調相機組，建成了國內規模最大的新能源匯集系統分布式調相機群，成為國內運行分布式調相機規格最全、臺數最多的省級電網。

　　強化構網型技術應用

　　支撐新能源高比例接入

　　2020年6月，張北柔性直流電網試驗示范工程投運。該工程應用了多項國際首創的核心技術和關鍵設備，截至7月14日已累計向京津冀地區輸送綠電超320億千瓦時。

　　國網冀北電力針對柔直電網技術的特殊性，探索應用先進的構網型開環控制策略，平抑新能源出力隨機波動給柔直電網帶來的影響，提升新能源電力送出能力30%以上，使張北柔直工程實現450萬千瓦滿功率運行。

　　“柔直電網電力電子裝置占比高，控制難度很大。構網型技術可以讓電力電子裝置模擬傳統發電機特性，提供穩定的頻率和電壓支持。構網型開環控制策略為新能源高比例接入直流輸電系統提供了有力支撐。”冀北電科院電網技術中心副主任黃天嘯介紹。

　　國家電網有限公司學習貫徹黨的二十屆三中全會精神暨2024年年中工作會議強調，深化新型電力系統未來發展形態和安全運行邊界研究，強化構網型新能源、儲能的研究應用。國網冀北電力全力推動新型電力系統張北承德地區科技創新示范工程建設，加快構網型風光儲匯集組網與主動支撐子工程落地。

　　構網型風光儲匯集組網與主動支撐子工程致力于打造新能源主動支撐原創技術策源地和新能源前沿并網技術實證場。國網冀北電力通過“技術研發-試驗驗證-工程示范”的全環節創新，引領新能源并網原理與功能換代升級。“我們立足冀北電網實際需求，融合產學研多方智慧，力求實現新能源主動支撐技術的實質性突破。”該工程技術總師吳林林對構網型技術的研究及應用前景信心滿滿。

　　開展新型儲能技術研究

　　為規模化應用提供整體方案

　　儲能被稱為新能源的“黃金搭檔”，作為重要的調節手段可顯著提升電能質量。冀北電網新能源資源豐富。多年來，國網冀北電力探索新型儲能技術路線，強化源網荷儲統一規劃，健全儲能運行與管理機制，攻關儲能關鍵技術，實現各類儲能與源網荷共建共享、高效聯動。

　　如何讓儲能穩定地發揮作用是技術攻關的重點。國網冀北電力提出新能源與儲能聯合主動支撐控制策略，以實現儲能容量最優配置，為新能源場站提供科學、經濟的儲能系統應用整體解決方案。該公司還搭建了電池儲能系統多層級精細化仿真平臺，研究復雜運行工況下的儲能單元充放電性能劣化規律，形成儲能電站“單體-單元-儲能系統-電站”多層級精細化建模方法。

　　國網冀北電力不斷提升儲能電站系統的運營效率，自主研發了大規模儲能監控系統，以實時掌握大規模儲能電站系統集中接入、協調控制及快速分配實時出力等情況，使儲能電站的整體響應時間小于900毫秒。

　　為挖掘儲能產業發展潛力，國網冀北電力與張家口市人民政府共同成立儲能電站檢測與評價中心，并聯合相關科研院所深化新型儲能規模化應用研究，統籌開展儲能電池及儲能系統安全檢測和評價等各項工作，服務新型儲能產業發展。(金雍奧 王慶濱)