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塞外草原:国家风光储输示范工程点亮千家万户

发布时间:2018-08-10 16:09

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    领略过塞外草原雄壮之美的人们,当看到国家风光储输示范工程时,仍会惊叹“壮美”、“震撼”。无边的绿色草原上,“种”了数十台目前最先进的风机,十万多块光伏电池板在阳光直射下泛着湖水般幽蓝的光芒,储能电站内,数以十万计的储能电池正在吐纳电流,铁塔支撑的电网,将缆线扛到地平线尽头。 
 
  作为世界上首个集风力发电、光伏发电、储能系统和智能输电于一体的国家风光储输示范工程,不只是一个能发电的电站,更是要为未来新能源的发展寻找方向。
 
  河北省张北县大河乡小东梁上的后碾盘村,村民在村口聊着天,几公里外的坡地上,有一排排像风扇一样的庞然大物,高达近百米,迎风挥舞几十米长的巨臂。这曾让他们感到不可思议的机器,就是用来风力发电的风机。
 
  “冬季白毛风,春秋大黄风。”这里不但风能充足,光照也优越,再加上与北京的便利交通,塞外草原于是变成了国家风光储输示范工程选中的“风光”宝地,源源不断输出电流,点亮千家万户,工程每年实际减少27万吨二氧化碳排放。
 
  不管“风光变幻”电流波澜不惊
 
  张北冬春日照短、风力大,夏秋日照充足、风力弱;白天日照强、风速小,夜晚无日照、风速大。风能与太阳能正好有着极强的互补性。
 
  8月27日,示范工程的控制中心,生产技术部工程师刘志豪面前的显示屏,清楚地显示风、光、储、输运行状态,他只需要及时控制调整:高压线塔代表的智能电网,能过根根导线,与环绕四周的风机、光伏电池板和储能电池相连接,导线上的滚动箭头的方向,表明了电力输送和存储。
 
  上午11时,外面风力忽大忽小,捉摸不定,刘志豪启动储能。屏幕上,连接着“电池”的4条储能线路,显示滚动箭头,表示向电网输电。原本随风强烈波动的发电曲线,在储能启动后,像是被剃掉了“毛刺”,趋于直线。
 
  下午3时,风云突变。天色瞬间变得阴沉,狂风呼啸而至,原本一直稳定的光伏太阳能发电量趋于归零,风力发电量却突然蹿高,此时,储能电池输送电量的箭头掉头变成了接收箭头,储存多余的风力电量。
 
  “风小发出的电能不够,太阳能就会顶上来,如果风太大,多出的电量再让储能吸收。”电流在刘志豪的操控下,根据调度指令灵活游走于风机、光伏、储能及电站之间,刘志豪说,无论户外“风光”如何变化,从电站发出的电流,始终呈现近乎直线的状态,向电网平稳送电。
 
  【工作者说】
 
  在刘志豪看来,控制中心就是提供意志,其余的都由系统来完成。“就像父母陪着孩子学习,孩子本身很听话学习又好,就不需要父母操什么心,安静陪着就好。”
 
  但去年刚来电站时,他远没有如此“安逸”,系统和设备也不像现在这样“听话”。“最担心遇到突发的情况。”刘志豪记得,有一次刚安装的光伏板发出很大的噪音,这让他们都很紧张,担心设备本身出现问题,如果盲目进行重启,会引发难以控制的事故。从下午4时到凌晨,经过现场判断和分析,确认噪音来自新设备磨合时引起的震动,故障排除后,刘志豪的双脚已经冻得没有知觉。
 
  近30万节电池打造最大储能电站
 
  在平衡风电和太阳能电的环节中,最重要的就是储能电站了。和充电电池的原理一样,储能电站的作用就在于:发电量多的时候,把多余的电储存起来,当发电量不足的时候,就释放电能补充,从而保证对外输电的平稳。
 
  每个储能电站车间就像一间图书馆,里头摆放着90个“书柜”,每个“书柜”里,整齐码放着一个个黑闸子,这是由数量不等的电池组成的“模块”。储能电站负责人牛虎打开柜子旁的一个触摸屏,电池储电量一目了然。
 
  这个世界上最大的多类型化学储能电站,共计有1402个这样的电池柜,和来自四个厂家的27.5万节单体锂电池。95兆瓦的电池总容量,相当于5000辆纯电动轿车或600块纯电动巴士的电池总量。
 
  “光是安装就是海量工作,10多斤的单体电池,很多都是一块一块背进去的。”牛虎说。数十万节电池,并非随意安装,而是按照每节电池相应的编号,放到固定的位置。“如果说一个萝卜一个坑,那我这里的萝卜足足装几十辆卡车。”
 
  【工作者说】
 
  作为目前世界上规模最大的多类型化学储能电站的负责人,牛虎觉得,自己更像是一个“监理员”,时刻关注各种类型电池的特性和运行效果。
 
  “在日常生活中,如果新旧电池混用,新电池性能会受影响,很容易损坏,储能电站也是如此。”牛虎说。27.5万节电池,包括电量、电压、温度等,瞬时就能产生数十万计的数据,每个双向交流设备、串组、模块的情况要不断通过系统进行实时监控,此时电站又像是一个“监理员”,监控各个“包工头”的工作情况。
 
  “锂电池大规模应用目前还是空白,可能会出现什么样的故障,都无案可查。”储能电站一直运行平稳,但牛虎觉得自己在走一条不平坦的路,尽管如此,他还是看好道路另一端的远景。
 
  为什么是张北县
 
  地处风口:位于冀北高原的北端,当地少雨、风大,远离县城较高处平均风速可达6~8m/s。在一些山梁、风口风速更大。
 
  光照充足:年平均日照时数近3000小时,具有日照时间长、太阳辐射强、空气纯净透明、无污染等特点,是河北省太阳能总辐射量最高区域之一。
 
  紧邻北京:县城距北京225公里,全程高速,路况良好交通便利。
 
  两种巨型风机
 
  水平轴风机:国内并网单机容量最大风机,有两种型号,2兆瓦和3兆瓦。后者高度近30层楼,通过电机设计,运转无需齿轮。缺点:受风向制约。
 
  垂直轴风机:完全不受风向制约,可利用各种方向的风能。它与常规叶片如同螺旋桨的风机不同,有8片垂直的叶片,每片重约1吨,撑开如同一顶巨型大伞。
 
  三种光伏电板
 
  固定姿势:光伏板追寻阳光的方式各不相同,有些光伏板根据所处的纬度,固定一个最佳的“姿势”。
 
  逐日而动:有些光伏板背后有一根茎,它会托着板随太阳而移动,犹如一株向日葵。
 
  自我感知:有些光伏板更智能,光伏板的表面如同人的皮肤,自身可以感知太阳的光向。

 

 

 

作者:中国储能网新闻中心 来源:新京报
 
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