國家風光儲輸示范工程2011年竣工投產(chǎn)，2016年榮獲第四屆中國工業(yè)大獎。該工程為解決新能源大規(guī)模開發(fā)利用、友好接入電網(wǎng)提供了良好的解決方案。

“四位一體”創(chuàng)新工程

國家風光儲輸示范工程位于河北省張家口市張北縣西部，是當時世界上規(guī)模最大的集風力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、儲能裝置和智能輸電“四位一體”的新能源綜合性示范工程。

它解決了單一的風力發(fā)電、光伏發(fā)電難預(yù)測、難控制、難調(diào)度的技術(shù)問題，將不穩(wěn)定的間歇性、波動性電能變換成接近常規(guī)火電的綠色電源，破解了大規(guī)模新能源并網(wǎng)的技術(shù)瓶頸。

國家風光儲輸示范工程提出了風光儲七種運行組態(tài)的聯(lián)合發(fā)電，即風力發(fā)電、儲能發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、“風+光”發(fā)電、“光+儲”發(fā)電、“風+儲”發(fā)電、“風+光+儲”發(fā)電，通過實時調(diào)節(jié)風、光、儲各單元的運行狀態(tài)，使聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)能夠準確、快速地參與電網(wǎng)調(diào)度任務(wù)，為解決新能源大規(guī)模集中開發(fā)、集成應(yīng)用的世界性難題提供了“中國方案”。

示范工程通過自主創(chuàng)新，實現(xiàn)了完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性成果，取得了多項核心技術(shù)突破。其中風光儲聯(lián)合發(fā)電互補機制及系統(tǒng)集成、風光儲聯(lián)合發(fā)電監(jiān)控、大規(guī)模多類型電池儲能電站集成及調(diào)控以及風電入網(wǎng)檢測等技術(shù)已達到國際領(lǐng)先水平，成功實現(xiàn)了將風力、太陽能發(fā)電中的不穩(wěn)定電力轉(zhuǎn)化成為優(yōu)質(zhì)、安全、可靠的綠色能源。

截至目前，該工程已建成風力發(fā)電裝機容量496兆瓦、光伏發(fā)電裝機容量100兆瓦、儲能容量32兆瓦。目前正在籌建182.4兆瓦構(gòu)網(wǎng)型風光儲示范工程，其中風電136兆瓦、光伏14兆瓦，化學(xué)儲能30兆瓦、飛輪儲能1.2兆瓦、超級電容儲能1.2兆瓦。截至2024年9月5日，國家風光儲輸示范工程安全運行4960天，輸出優(yōu)質(zhì)綠色電能119億千瓦時，相當于節(jié)約標準煤480.84萬噸，減少排放二氧化碳1129.49萬噸、二氧化硫37.11萬噸、氮氧化物17.75萬噸。

風光儲聯(lián)合運行

風力發(fā)電+太陽能光伏發(fā)電聯(lián)合形式的出力雖可以在一定程度上減小出力波動，提高電能質(zhì)量，但其出力與火力發(fā)電等傳統(tǒng)發(fā)電方式仍有一定差異。為了進一步完善風力發(fā)電+太陽能光伏發(fā)電聯(lián)合形式出力不夠平滑、穩(wěn)定的問題，化學(xué)儲能技術(shù)被運用到風力發(fā)電+太陽能光伏發(fā)電的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中。在風力發(fā)電+太陽能光伏發(fā)電的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中加入儲能技術(shù)，在發(fā)電量充沛時將電能儲存起來，在出力波動時實時調(diào)節(jié)、抑制波動、削峰填谷，使電能平穩(wěn)輸出，為客戶提供高品質(zhì)電能。

國家風光儲輸示范工程建有世界規(guī)模最大的多類型化學(xué)儲能電站，是全球首個集研究、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)比對、試驗及生產(chǎn)運行于一體的綜合示范平臺。2014年，國家風光儲輸示范工程成功完成黑啟動試驗，在突然失去外部電網(wǎng)供電的情況下，通過自有大規(guī)模電化學(xué)儲能電站的反向送電功能，由小至大，逐級啟動，最終完成整體啟動，成為具有黑啟動功能的大規(guī)模新能源聯(lián)合發(fā)電站。

風光儲聯(lián)合運行模式，比單一的風電、光伏發(fā)電可控性明顯增強，在平抑電網(wǎng)波動、跟蹤調(diào)度計劃發(fā)電曲線、削峰填谷等方面有很好的調(diào)節(jié)作用。該工程示范電站10分鐘平均波動率低于5%、而常規(guī)風電場10分鐘平均波動率在30%以上，是典型的并網(wǎng)友好型新能源電站。

冀北新能源發(fā)展

冀北電網(wǎng)供電范圍包括唐山、張家口、秦皇島、承德、廊坊五個地市，轄區(qū)內(nèi)的冀北清潔能源基地是我國“十四五”規(guī)劃的九大清潔能源基地之一。國網(wǎng)冀北電力有限公司推進實施新型電力系統(tǒng)全域綜合示范行動計劃，著眼于源網(wǎng)荷儲全鏈條、全環(huán)節(jié)，最大限度保障新能源外送消納，努力在推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型上當先鋒、站排頭，為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標貢獻力量。

為進一步促進新能源和電網(wǎng)友好協(xié)調(diào)發(fā)展、破解示范區(qū)新能源高效送出與消納，國網(wǎng)冀北電力統(tǒng)籌國家風光儲輸示范基地等域內(nèi)創(chuàng)新資源，加快將國家風光儲輸示范基地打造成為“新型電力系統(tǒng)科技創(chuàng)新示范基地”。

2023年，冀北電網(wǎng)啟動建設(shè)華北首個新型電力系統(tǒng)全域綜合示范區(qū)，深化應(yīng)用分布式調(diào)相機、虛擬電廠等前沿技術(shù)，建成投產(chǎn)500千伏承德北等3項新能源配套工程。2023年，冀北清潔能源基地外送京津冀地區(qū)新能源電量約350億千瓦時，同比增長18%。預(yù)計到2030年，冀北電網(wǎng)新能源裝機將超過8000萬千瓦，占本地電源總量比例將超過80%。儲能裝機容量將達到2000萬千瓦以上，將基本建成新型電力系統(tǒng)。

針對新能源安全穩(wěn)定送出的網(wǎng)源協(xié)調(diào)問題，國網(wǎng)冀北電力依托國家風光儲輸示范基地開展“構(gòu)網(wǎng)型風光儲主動支撐與匯集組網(wǎng)”科技示范工程建設(shè)，保障未來張家口新能源的安全穩(wěn)定送出。