光伏新能源消纳的“张家口样本”

面对京津冀协同发展、2022年冬奥会申办成功以及国家级可再生能源应用综合创新示范特区成功落地等多重发展机遇，近年来张家口新能源发展取得了长足进步。

记者近日获悉，截至9月16日，张家口地区清洁能源发电量已经突破100亿千瓦时，其中风电发电量已经超过90.67亿千瓦时。那么面对大规模新能源并网，张家口是如何进行消纳的?目前该地在促进新能源消纳上又取得了哪些进展?近日，记者带着这些问题，走进张家口一探究竟。

新能源产业“风光”无限

张家口发展新能源产业，具有得天独厚的优势。资料显示，张家口是华北地区风能和太阳能最为富集的地区之一，海拔高度1500~1600米是蒙古高原冷空气进入华北平原的主要气流通道，风能资源可开发量达4000万千瓦以上，占河北省陆上风资源的71%。当地是太阳能资源Ⅱ类区域，太阳能发电可开发量达3000万千瓦以上，是河北省太阳能资源最丰富的地区。

正因发展新能源优势十分明显，在该市高起点规划、高标准建设以及高效率推动下，以风电、光伏为代表的新能源取得了长足发展。截至9月16日，张家口地区清洁能源发电量已经突破100亿千瓦时，其中风电发电量已经超过90.67亿千瓦时。

伴随风、光迅猛发展而来的是各路资本密集布局。张家口不仅及时制定了新能源支柱产业发展规划，还成功引进诸如华能、大唐以及中广核等30多家新能源开发企业，目前在该市建成的风场就多达77个。与此同时，该市还将光伏作为新能源产业培育的重点，利用荒坡、荒滩等闲置土地，积极推进太阳能发电示范项目建设。伴随着今年全国新增光伏电站目标的确立，代表着先进技术的“领跑者计划”向高层次迈进。继大同采煤沉陷区──“领跑者计划”首个示范项目成功推行后，张家口依托冬奥会光伏廊道50万千瓦项目将成为今明两年业内最大看点，更高效的技术标准、更美观的外部需求为光伏发电项目注入了新的定义。

更值得关注的是，为全面推进张家口市可再生能源示范区发展，河北省人民政府办公厅早前印发了《河北省张家口市可再生能源示范区建设行动计划(2015～2017年)》(以下简称《行动计划》)。

《行动计划》提出，到2017年，可再生能源消费量占终端能源消费总量比例达到15%，其中20%电力消费来自可再生能源。届时30%城市公共交通、15%城镇居民生活用能、20%商业及公共建筑用能均来自可再生能源，可再生能源电供暖面积达到410万平方米。到2017年，可再生能源发电累计装机达到1280万千瓦，新增装机规模达到580万千瓦，其中风电新增装机260万千瓦，光伏发电新增装机300万千瓦，光热发电新增装机20万千瓦。初步建成低碳奥运专区、可再生能源科技创业城、综合商务区、高端装备制造聚集区和农村可再生能源生态示范区。

积极加大本地新能源消纳

如今的张家口正在加速由“新能源大市”向“新能源强市”转型升级。但在飞速转型升级的过程中也不可避免地遭遇到一系列问题。其中，首当其冲的问题就是新能源开发常见的风电、光伏并网输出难题。

在业内专家看来，张家口是我国首个可再生能源示范区，既具有得天独厚的条件，也担负着责无旁贷的责任。张家口不仅仅要成为可再生能源应用的示范区，还要成为能源高新技术创新的基地、电力体制机制改革的试验田、投融资模式创新的先导区。要在解决弃风、弃光、解决新能源消纳方面探索出新的路子，为全国可再生能源发展探索经验作表率。

正因如此，在新能源消纳上，张家口积极创新思路，提高可再生能源就地消纳比例，探索出一条科学发展新路径。

该市发展改革委相关负责人表示，今年以来，张家口风电供暖试点工程正在全力推进，目前已完成近47万平方米电供暖工程。其中，河北建筑工程学院40万平方米供热项目已开工建设。据悉，该项目位于学院朝阳校区，选用低谷风电蓄热系统，电压等级为10千伏，容量为4万千瓦，同时采用太阳能和排水渠的污水源热泵作为辅助热源进行供热，并对原燃煤供能系统进行改造，利用可再生能源替代燃煤，采用谷电蓄能方案，实现校园全面使用可再生能源的目标，并推动专业与学科建设。目前项目管网改造已经完成，热网的末端改造也即将改造完成，污水渠已建成，处于试运行阶段，项目预计今年年底前将并网发电供暖。

除了风电供暖工程有条不紊地进行外，记者还了解到，该市还积极推进大数据、云计算项目采用新能源直购电方式，倾力打造“中国数坝”基地。据介绍，今年云计算产业基地已初具规模，数据中心规模已达30万台服务器，消纳电力累计约12亿千瓦时。根据规划，到2018年初，将建成国内领先的数据中心产业基地，届时数据中心规模有望达到100万台服务器，消纳电量将达到40亿千瓦时左右。

外送通道建设力度日渐加大

除积极推行新能源多途径本地消纳外，加大投入电力外送通道也显得尤为关键。

“电力系统要保持发电、输电、变电和用电瞬时平衡，但是负荷用电需求随时波动，因此依靠发电侧的调整成为保持系统实时平衡的基本手段。风电、光伏新能源出力波动性和间歇性是其固有特性，大规模并网将会对电网产生冲击，给电力系统安全运行带来影响，而且随着新能装机占比越来越高，其影响也日益显著。”在国网冀北电力调控中心主任施贵荣看来，随着我国在新能源可预测、可调节、可控制技术领域取得系统性突破，这一影响新能源并网的难题已基本解决，在大规模接纳新能源方面，具备比国外电网更好的技术能力。

施贵荣向记者介绍，去年4月份冀北电力承担的863计划课题“间歇式能源发电多时空调度系统研究与开发”高质量通过国家科技部验收，实现了集功率预测、调度计划编制、发电功率自动控制、无功电压调节于一体的新能源调度技术支持系统，实现了全网6300余台风家口增加155万千瓦风电外送能力。与此同时，“冀北电力始终坚持有限调度机制，以新能源为中心，科学安排运行方式，统筹安排火电和水电机组配合运行，充分挖掘电网能力，最大限度为新能源消纳腾出合理空间。截至今年上半年，冀北电网新能源累计发电达到105.89亿千瓦时，较2015年同期增长28.10亿千瓦时，占统调发电量比例达到31.3%，占全社会用电量比例已经达到18.8%。”施贵荣介绍。电机组运行信息实时监视、80%以上的风电场实现了有功出力自动控制，风功率预测覆盖全部70座风电场，预测精度达到90%以上。依托完备的新能源调度技术支撑体系，冀北电网风电最大出力达到597万千瓦，风电瞬时出力占当时全网发电电力和负荷比例的最大值分别为59.9%、36.7%;单日发电量达到1.25亿千瓦时，风电日发电量占全网发电量和用电量比例的最大值分别为61.7%、33.8%，相关指标达到国际先进水平。

另外，记者了解到，针对近年电网电力负荷增长缓慢、本地电力消纳空间几近饱和的实际情况，该公司正在积极谋划依托大电网，通过特高压实施跨区域送电的方式全力推进新能源消纳。目前，冀北电力正在积极推进“两交一直”特高压工程建设，与此同时推动以特高压为主的各级电网建设，确保新能源能够顺利并网和消纳。具体来说，目前冀北电力已经建成“三站四线”工程等4个500千伏新能源外送通道，建成风电送出路线近1500千米，为张家口增加155万千瓦风电外送能力。

与此同时，“冀北电力始终坚持有限调度机制，以新能源为中心，科学安排运行方式，统筹安排火电和水电机组配合运行，充分挖掘电网能力，最大限度为新能源消纳腾出合理空间。截至今年上半年，冀北电网新能源累计发电达到105.89亿千瓦时，较2015年同期增长28.10亿千瓦时，占统调发电量比例达到31.3%，占全社会用电量比例已经达到18.8%。”施贵荣介绍。