在河北省張家口市,2022年北京冬奧會(huì)張家口賽區(qū)的比賽場(chǎng)館和配套設(shè)施正在緊張地建設(shè)之中,。這座地處華北平原與內(nèi)蒙古高原連接區(qū)域的城市常年勁風(fēng)不斷,“壩上一場(chǎng)風(fēng),從春刮到冬”,這是過(guò)去人們對(duì)這個(gè)城市為風(fēng)所困的寫照,。經(jīng)過(guò)國(guó)家能源部門初步測(cè)定,域內(nèi)可開(kāi)發(fā)風(fēng)能資源儲(chǔ)量達(dá)4000萬(wàn)千瓦以上,占河北省陸上風(fēng)資源的71%,。同時(shí),這里也是河北省太陽(yáng)能資源最豐富的的地區(qū),太陽(yáng)能可開(kāi)發(fā)量超過(guò)3000萬(wàn)千瓦,。

張家口可再生能源的發(fā)展與挑戰(zhàn)

2005年,中國(guó)頒布《可再生能源法》,后續(xù)又出臺(tái)了包括《促進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施意見(jiàn)》等相關(guān)政策,。憑借突出的自然條件,張家口的風(fēng)電和其他可再生能源也進(jìn)入快速發(fā)展期,。截至2019年底,張家口可再生能源的裝機(jī)容量達(dá)到1360萬(wàn)千瓦,居全國(guó)全列,。

然而,與之形成對(duì)比的是消納能力和對(duì)外輸送通道建設(shè)的不足。數(shù)據(jù)顯示,2014年,張家口區(qū)內(nèi)電網(wǎng)最大負(fù)荷僅為185萬(wàn)千瓦,可再生能源對(duì)外輸送能力不足400萬(wàn)千瓦,。在這樣的背景下,棄風(fēng)限電的情況在張家口并不鮮見(jiàn),。

在我國(guó),包括風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電在內(nèi)的可再生能源面臨的挑戰(zhàn)是雙重的,。首先,這類能源的隨機(jī)性,、波動(dòng)性和間歇性大,因此大規(guī)模并網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊。以風(fēng)電為例,只有在有風(fēng)的時(shí)候才能發(fā)電,而且風(fēng)大的時(shí)候往往是夜間,是用電負(fù)荷最低的時(shí)候,調(diào)峰難度很大,。其次,與丹麥等風(fēng)電發(fā)展比較成熟的國(guó)家自發(fā)自用的模式不同,我國(guó)的可再生能源發(fā)電中心和用電負(fù)荷中心距離遙遠(yuǎn),。在本地?zé)o法消納的情況下,只有建設(shè)長(zhǎng)距離送電通道,才能有效利用這些資源。

柔性直流輸電技術(shù)驅(qū)動(dòng)變革

在可再生能源日益發(fā)展壯大的背景下,柔性直流輸電技術(shù)(HVDC Flexible)應(yīng)運(yùn)而生,。中國(guó)投運(yùn)的柔性直流項(xiàng)目在電壓和容量上也在不斷提升,。得益于其快速靈活的可控性、高度的緊湊性以及優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性,柔性直流輸電技術(shù)能夠支持大規(guī)?？稍偕茉吹母咝Ы尤?。除此之外,該項(xiàng)技術(shù)還可提供適應(yīng)性更強(qiáng)的接納、傳輸模式,提高電網(wǎng)大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電能力,。

2017年12月,張北柔性直流電網(wǎng)工程獲得國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn),并于2018年2月正式開(kāi)工,。該工程是世界首個(gè)柔性直流電網(wǎng)工程,也是世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大的柔性直流工程,。工程額定電壓±500千伏,建設(shè)666千米±500千伏直流輸電線路,新建張北,、康保、豐寧和北京4座換流站,總換流容量900萬(wàn)千瓦,有效解決了清潔能源送不出,、并網(wǎng)難的問(wèn)題,。

作為直流電和交流電相互轉(zhuǎn)換的橋梁,換流閥可以說(shuō)是這一備受矚目工程的心臟,是柔性直流項(xiàng)目中技術(shù)含量最高、挑戰(zhàn)最大的主設(shè)備之一,。

常州博瑞水冷試驗(yàn)組試驗(yàn)工程師王科打了一個(gè)形象的比喻:“如果把換流閥比作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的話,換流閥冷卻系統(tǒng)相當(dāng)于汽車的冷卻系統(tǒng),。一旦冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題,整個(gè)汽車都無(wú)法正常運(yùn)行。格蘭富的最大功率為315KW的端吸泵,正是用于張北換流站內(nèi)換流閥最核心的水冷系統(tǒng),為其源源不斷地提供離子冷卻水,保證換流閥的正常運(yùn)行?！?/p>

在中國(guó)特高壓行業(yè),采用315KW水泵這么大功率的水泵還是第一次,。四臺(tái)水泵同時(shí)工作,一小時(shí)可以泵送3000多噸水,相當(dāng)于1.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)游泳池(50m*21m*2m)的水。除了12臺(tái)端吸泵作為主泵,格蘭富還為張北換流站水冷系統(tǒng)的輔助設(shè)備和斷路器冷卻系統(tǒng)提供了完善的解決方案,。

清潔能源助力綠色發(fā)展

2019年12月27日,張北柔性直流電網(wǎng)工程全面啟動(dòng)調(diào)試,進(jìn)入帶電調(diào)試階段,。張北換流站從試運(yùn)行至今,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),節(jié)能效應(yīng)突出。

作為世界首個(gè)柔性直流環(huán)網(wǎng)工程,張北柔直電網(wǎng)工程實(shí)現(xiàn)了風(fēng),、光,、儲(chǔ)多能互補(bǔ),為張家口2020年規(guī)劃中的2000萬(wàn)千瓦新能源提供了重要的送電通路,能夠支持冬奧場(chǎng)館100%的清潔能源供應(yīng),服務(wù)低碳綠色冬奧。

張北柔性直流電網(wǎng)工程每年可接納清潔電能225億度,大約相當(dāng)于北京市年用電量的十分之一,折合標(biāo)煤780萬(wàn)噸,可減少二氧化碳排放2040萬(wàn)噸,氮氧化物排放5800噸,大幅提升北京地區(qū)清潔能源消費(fèi)的比重,形成京張兩地優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)共享共贏的格局,。

王科表示:“張北項(xiàng)目創(chuàng)造了12項(xiàng)世界第一,我們也非常榮幸能夠?yàn)樵擁?xiàng)目提供冷卻系統(tǒng),。該工程集中了我們?cè)谌嶂奔夹g(shù)領(lǐng)域最新最先進(jìn)的技術(shù),對(duì)我們企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)的意義非常重大。通過(guò)該項(xiàng)目在建造運(yùn)營(yíng)中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),我們將不斷提升技術(shù)和創(chuàng)新水平,更好地支持面向未來(lái)的電網(wǎng)發(fā)展,?！?/p>

來(lái)源：消費(fèi)日?qǐng)?bào)網(wǎng)