塞外草原：国家风光储输示范工程点亮千家万户

    领略过塞外草原雄壮之美的人们，当看到国家风光储输示范工程时，仍会惊叹“壮美”、“震撼”。无边的绿色草原上，“种”了数十台目前最先进的风机，十万多块光伏电池板在阳光直射下泛着湖水般幽蓝的光芒，储能电站内，数以十万计的储能电池正在吐纳电流，铁塔支撑的电网，将缆线扛到地平线尽头。 
 
　　作为世界上首个集风力发电、光伏发电、储能系统和智能输电于一体的国家风光储输示范工程，不只是一个能发电的电站，更是要为未来新能源的发展寻找方向。
 
　　河北省张北县大河乡小东梁上的后碾盘村，村民在村口聊着天，几公里外的坡地上，有一排排像风扇一样的庞然大物，高达近百米，迎风挥舞几十米长的巨臂。这曾让他们感到不可思议的机器，就是用来风力发电的风机。
 
　　“冬季白毛风，春秋大黄风。”这里不但风能充足，光照也优越，再加上与北京的便利交通，塞外草原于是变成了国家风光储输示范工程选中的“风光”宝地，源源不断输出电流，点亮千家万户，工程每年实际减少27万吨二氧化碳排放。
 
　　不管“风光变幻”电流波澜不惊
 
　　张北冬春日照短、风力大，夏秋日照充足、风力弱；白天日照强、风速小，夜晚无日照、风速大。风能与太阳能正好有着极强的互补性。
 
　　8月27日，示范工程的控制中心，生产技术部工程师刘志豪面前的显示屏，清楚地显示风、光、储、输运行状态，他只需要及时控制调整：高压线塔代表的智能电网，能过根根导线，与环绕四周的风机、光伏电池板和储能电池相连接，导线上的滚动箭头的方向，表明了电力输送和存储。
 
　　上午11时，外面风力忽大忽小，捉摸不定，刘志豪启动储能。屏幕上，连接着“电池”的4条储能线路，显示滚动箭头，表示向电网输电。原本随风强烈波动的发电曲线，在储能启动后，像是被剃掉了“毛刺”，趋于直线。
 
　　下午3时，风云突变。天色瞬间变得阴沉，狂风呼啸而至，原本一直稳定的光伏太阳能发电量趋于归零，风力发电量却突然蹿高，此时，储能电池输送电量的箭头掉头变成了接收箭头，储存多余的风力电量。
 
　　“风小发出的电能不够，太阳能就会顶上来，如果风太大，多出的电量再让储能吸收。”电流在刘志豪的操控下，根据调度指令灵活游走于风机、光伏、储能及电站之间，刘志豪说，无论户外“风光”如何变化，从电站发出的电流，始终呈现近乎直线的状态，向电网平稳送电。
 
　　【工作者说】
 
　　在刘志豪看来，控制中心就是提供意志，其余的都由系统来完成。“就像父母陪着孩子学习，孩子本身很听话学习又好，就不需要父母操什么心，安静陪着就好。”
 
　　但去年刚来电站时，他远没有如此“安逸”，系统和设备也不像现在这样“听话”。“最担心遇到突发的情况。”刘志豪记得，有一次刚安装的光伏板发出很大的噪音，这让他们都很紧张，担心设备本身出现问题，如果盲目进行重启，会引发难以控制的事故。从下午4时到凌晨，经过现场判断和分析，确认噪音来自新设备磨合时引起的震动，故障排除后，刘志豪的双脚已经冻得没有知觉。
 
　　近30万节电池打造最大储能电站
 
　　在平衡风电和太阳能电的环节中，最重要的就是储能电站了。和充电电池的原理一样，储能电站的作用就在于：发电量多的时候，把多余的电储存起来，当发电量不足的时候，就释放电能补充，从而保证对外输电的平稳。
 
　　每个储能电站车间就像一间图书馆，里头摆放着90个“书柜”，每个“书柜”里，整齐码放着一个个黑闸子，这是由数量不等的电池组成的“模块”。储能电站负责人牛虎打开柜子旁的一个触摸屏，电池储电量一目了然。
 
　　这个世界上最大的多类型化学储能电站，共计有1402个这样的电池柜，和来自四个厂家的27.5万节单体锂电池。95兆瓦的电池总容量，相当于5000辆纯电动轿车或600块纯电动巴士的电池总量。
 
　　“光是安装就是海量工作，10多斤的单体电池，很多都是一块一块背进去的。”牛虎说。数十万节电池，并非随意安装，而是按照每节电池相应的编号，放到固定的位置。“如果说一个萝卜一个坑，那我这里的萝卜足足装几十辆卡车。”
 
　　【工作者说】
 
　　作为目前世界上规模最大的多类型化学储能电站的负责人，牛虎觉得，自己更像是一个“监理员”，时刻关注各种类型电池的特性和运行效果。
 
　　“在日常生活中，如果新旧电池混用，新电池性能会受影响，很容易损坏，储能电站也是如此。”牛虎说。27.5万节电池，包括电量、电压、温度等，瞬时就能产生数十万计的数据，每个双向交流设备、串组、模块的情况要不断通过系统进行实时监控，此时电站又像是一个“监理员”，监控各个“包工头”的工作情况。
 
　　“锂电池大规模应用目前还是空白，可能会出现什么样的故障，都无案可查。”储能电站一直运行平稳，但牛虎觉得自己在走一条不平坦的路，尽管如此，他还是看好道路另一端的远景。
 
　　为什么是张北县
 
　　地处风口：位于冀北高原的北端，当地少雨、风大，远离县城较高处平均风速可达6～8m/s。在一些山梁、风口风速更大。
 
　　光照充足：年平均日照时数近3000小时，具有日照时间长、太阳辐射强、空气纯净透明、无污染等特点，是河北省太阳能总辐射量最高区域之一。
 
　　紧邻北京：县城距北京225公里，全程高速，路况良好交通便利。
 
　　两种巨型风机
 
　　水平轴风机：国内并网单机容量最大风机，有两种型号，2兆瓦和3兆瓦。后者高度近30层楼，通过电机设计，运转无需齿轮。缺点：受风向制约。
 
　　垂直轴风机：完全不受风向制约，可利用各种方向的风能。它与常规叶片如同螺旋桨的风机不同，有8片垂直的叶片，每片重约1吨，撑开如同一顶巨型大伞。
 
　　三种光伏电板
 
　　固定姿势：光伏板追寻阳光的方式各不相同，有些光伏板根据所处的纬度，固定一个最佳的“姿势”。
 
　　逐日而动：有些光伏板背后有一根茎，它会托着板随太阳而移动，犹如一株向日葵。
 
　　自我感知：有些光伏板更智能，光伏板的表面如同人的皮肤，自身可以感知太阳的光向。

作者：中国储能网新闻中心　来源：新京报
 
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