位于河北省張北縣的國度風光儲輸示范工程是世界上首個集風力發電、光伏發電、儲能體系和智能輸電于一體的示范工程，這不只是一個能發電的電站，更是要為未來新能源的發展利用尋找方向的科研工程。用國度風光儲示范電站風機專責朱斯的話說，就是示范引領新能源利用、發展的“夢工廠”。緣起當歷史的時針走到二十一世紀的今天，中國人已經解決了一個又一個發展難題，但新的問題也接踵而至。一個至關首要的難題則是，如何大范圍發展利用干凈能源，還原碧水藍天?目前，在我國甘肅、新疆、河北等風光條件較好的地域，風力光伏發電已經取得了較大發展，但也遇到了不少問題。據理解，目前影響新能源大范圍并網的技能瓶頸重要有3個：一是調峰問題。由于風力忽大忽小，因此風力發電本身會波動較大，若要保證電力輸出的安穩，就須要建設大批的備用容量和調峰電源;二是電力安全問題。風電和光電出力多變和瞬間沖擊，影響電網的暫態穩固性及頻率穩固性;三是電能質量問題，風電和光電大范圍并網常常會引起電壓程度下降，風機中的電子裝備會帶來諧波污染，影響電能質量。解決不了這些問題，就談不上大范圍利用風電、光電。正是為理解決這些技能難題，解決以風電、光伏發電為代表的新能源大范圍集中并網、集成利用這一世界級難題，國度風光儲輸示范工程應運而生。風光儲輸示范工程的核心，就是在智能電網技能框架下，通過產學研合作，有效解決風光儲最佳容量配比原則、中短期功率預測、風光儲優化調度等核心技能，建立相干檢測平臺和技能尺度系統，形成一批具有自主知識產權的重大科技后果，推進要害裝備國產化過程，為我國、乃至世界建立大范圍新能源集中集成利用、集中并網的典型。2009年4月29日，以科技部、財政部、國度能源局、國度電網[微博]公司共同舉辦的“國度金太陽示范工程和諧會”為標記，國度風光儲輸示范工程正式拉開帷幕。為什么是張北從張家口驅車約兩個小時，就可以達到國度風光儲輸示范工程所在地河北省張北縣。采訪當天，天空飄著蒙蒙細雨。不過，即使在煙雨蒙蒙中，由10多萬塊太陽能電池板組成的無邊無際的“藍色海洋”依然帶給記者宏大的震動。更遠處，則是宏大風葉緩緩轉動的排排風機。示范工程的核心區，則是儲能電站，每個儲能電站車間中都擺放著一排排電池柜，里面整齊碼放著一個個黑閘子，這是由數量不等的電池組成的“模塊”。這是一片新能源利用與發展的實驗田。張北縣國度風光儲示范電站工作人員奉告記者，示范工程落戶張北是經過重復論證的。這里年平均有效風速光陰在6000小時以上。同時，這里的太陽能資源也極為豐厚，年平均日照光陰將近3000小時。近年來，以張北為代表的冀北地域新能源產業快速突起，已經成為國度批復的首批千萬千瓦級風電基地之一。與此同時，該地域又面臨著其他風光發電大省共同的難題：由于當地人口少，經濟根基單薄，用電量有限，大批的風電和光伏發電必需通過高電壓、遠距離輸送至京津唐電網負荷中心消納。而風電和光伏發電因氣候變革等原因，出力忽大忽小，時有時無，在沒有足夠數量的其他電源匹配調峰的情形下，并網時往往會導致電網運行不穩固。“張北在破解電網接納大范圍新能源技能難題上具有典范性和代表性。此外，張北距北京較近，交通便捷，生態良好，發展綠色能源得天獨厚。”朱斯介紹，經詳細論證，工程最終落戶此地。實驗田的初步收獲2011年12月25日，示范工程建成投產。至2012年12月25日，累計輸出優質綠色電能超過3億千瓦時，參照國際通用模式，相當于減少燃燒919.29萬升汽油、50.3萬桶原油(109.25, -0.85, -0.77%)、11.31萬噸尺度煤、1.22萬立方米天然氣所發生的二氧化碳。不過，單純的發電、輸電并不是這個示范工程的意義所在。這個電站的意義在于摸索出一條世界開創的風光儲輸結合發電運行模式，即通過風、光、儲的七種組合發電方法，與平滑出力、跟蹤盤算、體系調頻、削峰填谷四種功效的聯合，實現多組態、多功效、可調節、可調度的結合發電運行方法。記者理解到，在這個示范電站中，無論是風電廠、光伏電站還是儲能電站都在尋求創新與突破。在這個國內最大的源網友愛型風電廠中，突破了通例“風電場”的概念，采納統一監控平臺，將不同廠家、不同技能路線的所有風電機組組合成一個有機整體，由“各自為政”的“地區方言”改說統一明了的“普通話”，跨入“風電廠”發展的新階段。有功、無功功率已實現在線動態可調，有功調解速度、響應光陰與通例水電機組相當，在整個具備低電壓穿越才能的根基上，實現了國內首次對2.5MW直驅式風電機組高電壓穿越性能測試。這個國內最大的功率調節型光伏電站，應用了自主研發監控體系，實現了對 46個光伏單元、608個匯流箱下所有光伏組串電壓、電流的監測，高效節能的非晶合金變壓器，減小空載損耗60%以上。500千瓦、630千瓦光伏逆變器已具有有功、無功實時操縱才能，且具備夜間參與電網無功調節和上下電壓穿越功效，已多次勝利抵抗局部瞬時故障擾動，為大范圍光伏電站并網起到示范引領作用。而工程的最核心亮點，就是目前世界上范圍最大的多類型化學儲能電站， 1522面電池柜、27.5萬塊電池、114萬個監測點正在大范圍儲能監控體系的親密“監督”下，實行快慢有序、吐“故”納“新”的統一舉措。據介紹，儲能電站在2012年先后共投入削峰填谷近40次，轉換輸出電能102.7萬千瓦時，全年累計參與平滑800小時，10分鐘結合發電波動率均小于5%。在風光功率平滑、跟蹤調度盤算、削峰填谷等方面迅捷有效、作用突出。工程大范圍儲能監控體系已初步實現了儲能電站體系集中接入、多類型電池體系的和諧操縱、各類電池儲能裝置單元的狀況監測與實時響應，并超前斟酌，將未來液流、鈉硫儲能裝置的監控也融入其中，使多類型、大范圍的儲能裝置既可工作一致，又可以各顯其能，取長補短。工程還充沛施展儲能電站在科學鉆研、技能開發、比對、利用實驗以及生產運行中的多重功效，為各種電池特征的比對供應平臺。從近階段工作實效來看，儲能整體裝備運行狀態良好，各項數據指標收集、收拾工作詳盡、完備，為實現高效的風、光、儲結合出力，供應典范的“網源友愛和諧”示范奠定了堅實的工作根基。國度風光示范工程有效解決了單一的風力發電、光伏發電難預測、難操縱、難調度的技能問題，將不穩固的間歇性、波動性電能變換成接近通例火電的綠色電源，破解了大范圍新能源并網的技能瓶頸，率先解決了新能源集中并網、集成利用的要害性技能難題，實現了新能源友愛并網，晉升了大范圍新能源綜合應用程度。在示范工程的操縱中心，我們則直觀地看到了風光儲輸四位一體的操作體系。在顯示屏上，不同色彩的曲線明白地顯示著風、光、儲、輸的運行狀況，工作人員只須要及時操縱調解便可。“風小發出的電能不夠，太陽能就會頂上來，如果風太大，多出的電量再讓儲能接收。”朱斯介紹說，工作人員會依據調度指令機動調節，無論風力光照如何波動，從電站發出的電流，都會始終維持向電網安穩送電。未來藍圖目前已經投產運行的是國度風光儲輸示范工程的一期，運行一年多，已經取得了階段性的后果，但距離預期目的還遠遠不夠。朱斯介紹，遵照風電40萬千瓦、光伏6萬千瓦、儲能5萬千瓦的二期建設計劃，將在實現“建設范圍擴大”和“軟實力晉升”上展開更具尺度與典型的深層次戰略攻關。遵照國度電網公司相干安排請求，二期工程將在范圍化、實效化、交融化的發展框架下，進一步深刻挖掘風光資源優勢互補、集中打捆運行的特點模式，體系優化儲能電池的運行操縱，擴張電網友愛型新能源電站的示范效應，并增強大范疇風光互補發電體系并網特征鉆研，深化科技引領效應，積極摸索風光儲輸與抽水蓄能結合運行操縱模式，切實施展示范工程在進步電網接納大范圍新能源方面的示范引領作用。“這里是中國新能源發展利用的‘夢工廠’，我們要盡力的就是讓中國的新能源之夢空想成真。”朱斯信念滿滿。