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2009年,作为财政部、科技部、国家能源局及国家电网公司联合推出的“金太阳工程”首个重点项目,同时也是国网公司建设坚强智能电网首批重点工程中唯一的电源项目,总投资100亿元的国家风光储输示范工程落户张北。
在2010年开建的一期工程中,工程一期建设规模为风电9.8兆瓦、光伏发电4兆瓦、储能2兆瓦,去年年底完成二期,建设规模改为风电40万千瓦、光伏发电6万千瓦、储能5万千瓦。
6年过去,笔者在光伏、风机和储能的建设和运营中发现,有些经验比较可靠并可以推广。
风光储的“亮点”
国家风光储输示范工程自2011年12月25日投运以来,已安全稳定运行近5年,累计输出优质、安全绿色电能超过16.5亿千瓦时。试验示范效应显著、集成创新亮点十足。
在科技创新上,依托示范工程,已牵头编写国家标准4项,发布国家电网公司企业标准6项;国家科技支撑计划7大课题全部通过国家科技部正式验收、2项国家863科技项目在现场完成试验测试。
在储能示范上,开国内规模化电力储能的先河。示范应用了磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、全钒液流电池、铅炭电池、超级电容等多种技术路线。尽管在工程初期,面临造价高昂、技术储备缺乏、无标准等诸多困难,电站和厂家积极配合攻关,从电池成组方案、BMS、EMS管理系统、厂房设计、安全运行等多个方面开创了大规模储能的应用实践。通过近五年发展,证实电池储能的技术可行性,使得电池储能造价大幅降低,已接近盈亏平衡点,随着国家政策的推出,已可以预见规模储能的迅猛发展即将来临。
为解决新能源所带来的暂态稳定和调频等一系列问题,国家风光储输示范电站正在开展新能源的虚拟同步发电机实验研究,通过对新能源发电设备的控制,模拟传统火力发电机的惯量支撑、一次调频等能力,来提供电网的稳定支撑。同时,为进一步示范物理储能的多项技术,也在开展压缩空气储能等相关建设。总之,作为新能源开发的国家名片,张北国家风光储输示范工程正在利用本身的各种优势,在国家电网的统筹安排下,为国家新能源建设提供新的活力。
削弱出力“毛刺”
储能的最重要功能,是平滑风光出力波动,并提升整体电站的输出控制水平,使其更适应网源友好的要求。
在风机、光伏出力波动频繁时,通过投入适量储能装置,可削弱风光出力“毛刺”,实现多时间尺度的出力平滑,保证了电源输出的稳定。在这样的系统中,可以以波动率为控制目标,发挥储能系统的灵活性,可在指定时间尺度、指定波动范围内调节风光储联合出力,解决可再生能源的波动性和随机性。
在张北风光储项目刚开始的2010年或者2011年,当时最担心的问题主要是有关电池的一致性问题和持续性问题——能否通过集成技术,安全地把这些电池归集在一起。如果不均一,在成组以后可能会带来比较大的寿命衰减,或者安全上的风险。
当时,各个电池厂家对这个事情也没有准备,只能边干边做,花了很多时间和精力来做研发。直到2012年电动汽车大爆发,企业把储能技术很快的转过去,获得了很好的效果。同时在风光储上,通过这几年的运营,电池厂家在这方面已经有了很大的进步。
从理论上看,风和光有互补的特性,但实际上,这个特性只是一个大概率事件,并不意味着每天晚上和每天白天都可以实现完美的互补。同时,还要考虑自然条件的因素,比如在多云、阴天、晴天等不同天气条件之下,出力波动其实很大。一个电站是10万千瓦,在每天的波动来讲,尤其光伏在瞬间2~5分钟之内波动50%、60%是非常正常的。
实际上,风和光的波动性是自然秉性,如果要实现全额消纳,电网或者负荷必须能承受这种波动。如果让电网来承受的话,那就必须要有相应的能源来弥补,或者一个大的电网来吸收掉,这也是特高压的意义所在——在一个很大的电网里面,单个电站的波动,可以通过整个电网消纳来解决,网做的越大、对新能源的接纳就越好。
事实上,限风或限光并非一定全是坏事,从社会整体的层面看,百分之百的消纳从社会经济角度上未必是合理的。因为试运营情况来看,无论是光伏还是风电来说,满发的一年里面也就仅有几天。但如果要做到全功率的消纳,电压等级要非常高,通道建设非常宽,这个成本总要有人承接。如果让电网来承接的话,后果就是要花很多的钱去建通道,这从整体的效益看并非最优选择。因此,在有些情况适当限负荷是可行的,而储能就在其中发挥了重要的作用。
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日前,内蒙古能源公布了10.6GW风光储项目EPC总包中标结果。风储项目共8个,合计8GW;光储项目共2个,合计2.6GW。中标详情如下:
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3月28日上午,中国大唐集团有限公司与湖北省人民政府在武汉签署深化战略性新兴产业投资合作协议。签约前,中国大唐党组书记、董事长邹磊拜会了湖北省委副书记、省长王忠林,双方就进一步加强产业合作进行座谈交流,并共同见证签约。湖北省政府副省长、党组成员盛阅春,副省长、党组成员、秘书长蔚盛斌
4月1日,国家第二批大基地项目国能(大柴旦)光伏发电有限公司100万千瓦风光储项目开工仪式在锡铁山新能源区顺利举行。海西州副州长袁廷运,大柴旦工委副书记、行委主任袁彬以及工行委有关部门主要负责人参加开工仪式现场。国家第二批大基地项目国能(大柴旦)光伏发电有限公司100万千瓦风光储项目为大型风
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为拓宽百姓增收渠道,提升精准扶贫实效,张北举全县之力实施集中式、分布式、异地联建光伏扶贫工程。目前,该县村级光伏电站达到160座,另14座村级分布式光伏扶贫电站预计9月底并网发电,同时总规模21万千瓦的集中式光伏电站已并网发电,以上光伏扶贫电站总计可实现年收益9000余万元,实现174个贫困村
张北县依托丰富风能、太阳能资源,大力发展风电产业,积极推进光伏开发,先后引进风电开发企业16家,建成风电场77个,全县已完成风电装机近227万千瓦,并网近185万千瓦,位居全省首位、全国第二;先后引进了运达风机总装、河北安塔塔筒等一大批新能源装备制造企业,初步形成了集风能太阳能开发、设备制造、运营维护、运输安装、科研示范、检测认证、观光旅游为一体的新能源产业链条,先后获得“中国新能源产业百强县”、“国家绿色能源示范县”等称号。风电主题公园已成了张北旅游的一张新名片。张北可开发光伏资源达225万千瓦,用于光
近年来,风电并网消纳难而带来的弃风限电问题日趋严重。由此引发的一系列连锁反应让产业链上的各方都备受煎熬。现在,又有消息称,由原中科院院长路甬祥院士牵头的国家级调研组近日完成一项报告,提议国家在河北张家口市张北县一带建立新能源“特区”。计划未来10到15年内,建成京津冀地区最大的风电、光伏及光热项目集群。预计总投资达万亿元以上。这个万亿大“蛋糕”是虚是实?能给京津冀雾霾治理带来多大的助力?张北在发展新能源的时候又有哪些经验可以借鉴?带着这些问题,记者前往张北调查。由北京出发向西三百多公里,河北省张北县的气温
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