張北“風(fēng)光”點(diǎn)亮冬奧場(chǎng)館 新的換流站再度上演“變形記”

隨著(zhù)冬奧倒計時(shí)的“滴答”聲響，第24屆冬季奧林匹克運動(dòng)會(huì )各項“涉奧”工程在緊鑼密鼓地高效推進(jìn)。“綠色辦奧”是北京冬奧會(huì )的重要理念之一，全部場(chǎng)館100%使用清潔能源供電更將是奧運史上的創(chuàng )舉。

那么，如何實(shí)現“全綠電”供應，助力碳中和?科技日報記者來(lái)到距離京城270公里的壩上地區——張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程(以下簡(jiǎn)稱(chēng)張北柔直工程)，探尋其背后的秘密。

張北“風(fēng)光”點(diǎn)亮冬奧場(chǎng)館

“合閘，執行!”隨著(zhù)運行人員一聲令下，張北換流站閥廳內的刀閘和4座直流斷路器順利合閘，主控室監控大屏上的光伏功率曲線(xiàn)開(kāi)始逐步上升——張北柔直工程正式投入運行。這意味著(zhù)，源自張家口的綠色電力從此接入北京電網(wǎng)。

張北風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電資源十分豐富，素有“風(fēng)的故鄉、光的海洋”美譽(yù)，開(kāi)發(fā)條件十分優(yōu)越，規模高達8500萬(wàn)千瓦，是國家規劃的大型可再生能源基地。

“張北柔直工程顯著(zhù)提升了當地新能源外送能力。這項工程每年可向北京輸送約140億千瓦時(shí)綠色電力，供應北京市大約1/10的用電量，其中包括直接滿(mǎn)足北京冬奧會(huì )北京、延慶兩個(gè)賽區場(chǎng)館用電需求，加上張家口賽區冬奧場(chǎng)館就地消納當地綠色電力，使得北京冬奧會(huì )場(chǎng)館實(shí)現奧運歷史上首次100%使用綠色電力的目標。”國網(wǎng)冀北電力有限公司建設部主任田生林介紹。

記者了解到，該工程2018年2月開(kāi)工后，建設者們攻堅克難，確保施工質(zhì)量和進(jìn)度，2019年12月完成建設任務(wù)。隨后，工程進(jìn)入調試階段，2020年6月25日成功通過(guò)全面嚴格的調試試驗和168小時(shí)試運行，6月29日正式投運。

聚焦綠色辦奧，打造清潔低碳奧運專(zhuān)區。張北柔直工程總投資125億元，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，額定電壓±500千伏，額定輸電能力450萬(wàn)千瓦，輸電線(xiàn)路長(cháng)度666千米。其將張北新能源基地、豐寧儲能電源與北京負荷中心可靠互聯(lián)，大幅提升能源供給的清潔比重，為冬奧會(huì )提供堅強、充裕的綠色能源保障。

細節成就世界領(lǐng)先原創(chuàng )技術(shù)

張家口地區是我國重要的新能源基地。由于新能源固有的隨機性、波動(dòng)性等特征，大規模新能源并網(wǎng)是世界性難題。張北，又有何破解之招?

據介紹，張北柔直工程采用我國原創(chuàng )、領(lǐng)先世界的柔性直流電網(wǎng)新技術(shù)，具有可控能力強、功率調節速度快、運行方式靈活等特點(diǎn)，能夠有效抑制交流電壓波動(dòng)，減少功率波動(dòng)對受端電網(wǎng)的影響，有效解決風(fēng)電、光伏等間歇式能源發(fā)電并網(wǎng)安全問(wèn)題。

“將交流電轉化為直流電是有效實(shí)現電力從源頭輸送到客戶(hù)端的方法之一，直流電遠距離傳輸的速度更快。”為這項工程提供換流閥的南瑞繼保電氣有限公司技術(shù)負責人表示。

猶如“神操作”，該公司制造的換流站可將風(fēng)力渦輪機的能量轉化為直流電，當直流電到達城市電網(wǎng)后，新的換流站再度上演“變形記”，能量便可轉換為交流電供家庭使用。

而確保換流站正常運行起關(guān)鍵性作用的“幕后”是泵制造商格蘭富提供的解決方案。“由于換流站運行時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量熱量，冷卻工作顯得尤為重要，格蘭富蘇州工廠(chǎng)特別設計NKG和CRN水泵，并且為水泵鑄就堅固底座，讓其在換流站冷卻過(guò)程中牢牢‘盤(pán)踞’原地，不至于因強震動(dòng)而損壞。”格蘭富中國高級銷(xiāo)售工程師余勇輝介紹說(shuō)。

正是諸多這樣過(guò)硬的細節，成就張北柔性直流工程創(chuàng )下12項世界第一，有效解決了張北地區綠色電力“并不上”“送不出”“難消納”三大難題，將張家口大規模、不穩定的可再生能源進(jìn)行多點(diǎn)匯集，形成穩定可控的電源，向北京輸送綠色電力。

特別值得一提的是，該工程投產(chǎn)后，能夠滿(mǎn)足700萬(wàn)千瓦新能源裝機的外送和消納需求，全面滿(mǎn)足北京及張家口地區的26個(gè)冬奧會(huì )場(chǎng)館用電需求，每年節約標準煤490萬(wàn)噸，減排二氧化碳1280萬(wàn)噸。

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