国家电网报：风光储输示范工程：科技创新尽显魅力
自去年12月25日国家风光储输示范工程投运以来，冀北电力有限公司风光储输示范电站有限公司总经理闫忠平接待了很多政府领导、专家来到这里，考察工程在科技创新、推动新能源发展等方面的作用。很明显，风光储输示范工程吸引人，在于它展现出耀眼的科技创新魅力。
创新的技术研发路径
风光储输示范工程是目前世界上规模最大的集风电、光伏发电、储能及智能输电于一体的新能源综合性示范项目，也是我国“金太阳示范工程”首个重点项目，由国家电网公司投资建设，冀北公司所属风光储输示范电站有限公司负责运维。“它的目标是通过科技手段，让‘不听话的孩子’风电、光伏电等，变得像‘听话的孩子’火电一样稳定可控，以便于大规模高效利用。”闫忠平说。
这是一道世界级难题，国内外的科技人员开展了不同的尝试，却始终没有形成一条公认的行之有效的路径。示范工程的科研团队从2009年开始进行研究，最终于2010年11月确定风光储输联合优化技术路线――“风光互补、储能调节、智能输电、平稳可控”。
风光储输联合优化的技术路线属世界首创，没有先例可循。为了实现它，国家相关部委给予大力支持：由国家电网公司研究确立的7大课题全部被列入国家科技支撑计划，其中两项被列入国家863计划。公司也对此给予高度重视：组建以中国电力科学研究院、国网电力科学研究院等单位在内的科研团队，开展联合攻关。
2011年12月中旬，示范工程进入系统联调阶段，标志着包括联合发电智能全景优化控制系统在内的一系列成果研发成功，风光储输技术路线从理论转变为现实。
在示范工程基地控制中心，有一个颜色鲜艳的屏幕界面，红、绿、蓝、黄、橙五条曲线呈现在主界面上。工作人员解释说，蓝色代表风电出力，黄色代表光伏发电出力，橙色代表储能电量变化。从屏幕可以看到，波动较大的蓝、黄曲线，与橙色曲线互补后，变得平滑。绿色代表电站实际发电出力，正围绕着红色的发电计划曲线小幅波动。这就是联合发电智能全景优化控制系统工作时所呈现的一幅画面。
工程总工程师雷为民说：“风电、光伏发电出力足够时，可将多余的发电出力储存到电池中；一旦风光出力不够时，储能系统就可以放出电量。而这一切，是通过这一控制系统实现的。它是整个风光储电站的‘大脑’，可改善风电、光伏出力的波动性和间歇性，使之安全稳定地并入电网运行。”
联合发电智能全景优化控制系统是风光储输技术路线的核心成果之一，而类似的成果还有很多。资料显示，通过工程建设，科研人员共实现二十余项重大技术创新，申请专利数量56项（发明专利39项），发表论文61篇（国际论文29篇），申请软件注册权1项；获得《新能源联合发电并网运行控制标准》《大容量储能系统接入电网技术规定》等重大知识产权，风光储联合发电互补机制及系统集成、高精度风光一体化发电功率预测技术、电池储能装置大容量化及储能系统电站化集成等核心技术成功实现工程化应用。
“这些成就，大大提升了我国在新能源领域标准制定、技术选型和发展路线等方面的国际话语权。”雷为民评价说。
创新以安全质量为基础
科技创新工作并不是独立进行的。工程建设过程中，建设单位还考虑到另一个重要问题：示范工程的安全质量基础――风电机组、光伏太阳能电池板以及储能设备，应该如何选型，确立怎样的质量标准？
“每一个元件的质量都是有要求的。”雷为民说，无论是风机、太阳能光伏组件还是储能设备的储能单元，都有相应的涉网要求，而且这些要求往往高于国家标准。譬如，示范工程要求风机不仅要满足国家标准所规定的“低电压穿越”功能，还要具备“高电压穿越”功能。对于产品的使用年限和利用效率，在采购时也作出了具体规定。
对产品质量的严格控制，保障了示范工程的建设质量，确保了科技创新的顺利开展。据工程基地工作人员回忆，今年5月，河北张家口地区某工厂接入新的电容器，导致当地电网电压迅速升高，最高值达到风机额定最高电压的1.2倍。电压的大幅波动很容易造成风机切机，更何况电压波动幅度如此之大。但是，由于示范工程在采购风机时，要求具备至少1.2倍的高电压穿越能力，示范工程的元件产品最终化险为夷。
在保证产品质量要求的同时，公司还考虑到另一个问题：产品采购的覆盖面应该多大？工程实际建设给出的答案是，尽可能多地采购不同企业的不同类型产品，让示范工程成为我国新能源发电领域的自主创新和试验示范平台。
根据统计，在示范工程中，风机类型涵盖5种，包括2000千瓦双馈变速型风机、2500千瓦永磁直驱型风机、3000千瓦永磁直驱型风机、1000千瓦垂直轴风机以及5000千瓦大容量风机；光伏太阳能电池板组件包括多晶硅、单晶硅、非晶薄膜、背接触式、高倍聚光5种类型，按照最佳倾角固定式、平单轴跟踪、斜单轴跟踪、双轴跟踪等多种形式布置；储能装备则采用磷酸铁锂电池、锂电池、液流电池，钠硫电池等类型。根据统计，设备物资采购涉及金风科技、许继、无锡尚德等46家新能源领域装备制造企业。
“这个基地可以说是风电、光伏发电和储能设备的大荟萃，汇集了这三类能源利用方式中各类工业化路线的装置，几乎涵盖了当前风电、光伏发电和储能领域的所有主流技术发展方向。”风光储输示范电站有限公司生产技术部主任刘汉民说。
这么做是有用意的。它意味着，无论未来哪种技术路线的产品脱颖而出，示范工程都能够积累足够的实验数据，从而方便我国新能源大规模友好接入电网。同时，这也能够为以后千万千瓦级风电场并网提供技术铺垫。
很多到示范工程考察的领导、专家都评价说，示范工程瞄准新能源产业发展前沿，着力破解大规模新能源并网瓶颈，责任重大，意义深远。这是对公司在示范工程建设中取得的成就的肯定，必将进一步坚定公司通过科技创新破解新能源发展难题的信念。
