大漠戈壁中,蓝色的光伏板绵延铺展,成排的风力发电机迎风旋转。一座座储能电站拔地而起,铁塔和银线架起“空中走廊”,将绿电送向远方……
过去,提及新疆的能源,人们往往首先想到石油、天然气等传统化石能源。事实上,在这片土地,可再生能源优势同样得天独厚,甚至更具发展潜力。但在发展初期,受地理位置所限,新疆虽资源丰富,却在风能、太阳能的开发利用方面面临挑战。
近年来,随着特高压输电通道的加速布局、新能源配套储能项目的规模化落地以及智能电网技术的广泛应用,新疆的风、光资源得以从“难以转化”走向“高效利用”。
截至今年7月底,新疆电源总装机容量已突破2亿千瓦,其中新能源装机容量占比约60%,成为当地第一大电源。储能建设则成为新疆能源转型中的关键“调节器”,有力支持了新能源的消纳和电力可靠供应。
9月18日,全国最大“线性菲涅尔”光热综合能源示范项目——哈密100万千瓦“光热+光伏”项目实现全容量并网发电。26万块反射镜在戈壁滩上整齐排列,将阳光精准汇聚到中央的集热管道上。
“当有负荷的时候,该项目白天也可以发电。没有负荷的情况下,白天蓄热,晚上发电,实现24小时不间断运行。”中国能源建设集团西北电力试验研究院有限公司三峡哈密光热项目部经理陈伟介绍。该项目配置的8小时熔盐储能系统如同一个巨型“充电宝”,白天储存太阳能热量,夜晚释放能量驱动汽轮机发电,可有效平抑光伏波动,使电站具备基础调节电源功能。
如今在新疆,这样的储能项目正在加快布局与建设,这背后离不开政策支持。2023年5月,新疆维吾尔自治区发展和改革委员会与国网新疆电力有限公司联合印发《关于做好源网荷储一体化项目建设有关工作的通知》,明确了储能项目的建设规划与发展方向,为“用电高峰放电、低谷充电”模式的规模化发展提供政策依据。
2024年,新疆储能建设进入快速发展阶段。2024年7月,巴里坤哈萨克自治县的戈壁滩上,新疆规模最大的单体新能源储能项目正式开工;2024年8月,在乌鲁木齐市米东区,新疆首个新能源储能锂电池电芯项目启动,填补了本地储能核心设备生产的空白;2024年9月,在木垒哈萨克自治县,全球最大二氧化碳储能电站正式开工……随着一系列关键项目相继落地,新疆正加快构建覆盖设备制造、电站建设与稳定并网技术的储能全产业链。
项目“跑”得快,技术要“托”得住。2024年5月,国网新疆电力在新疆哈密华润咸水泉风电储能电站完成全球首个百兆瓦时级组串式构网型储能电站性能测试。此次测试解决了大规模构网型储能电站在多机并联运行中的稳定性问题,首次开发并应用了构网型储能电站智能控制器。这一技术突破不仅标志着国网新疆电力在储能领域取得重要进展,也为构网型储能技术的大规模推广应用提供了实践依据。
在此基础上,国网新疆电力通过整合大量现场工作的数据和经验,牵头制定《构网型储能系统并网技术规范》和《构网型储能系统并网测试规范》,填补了国内构网型储能并网测试领域的标准空白。该公司还深度参与《电化学储能电站接入电网测试规范》等国家标准的修订,持续推动储能行业技术标准化进程。
有了项目和技术,如何让新疆储能系统步调一致?依托大数据技术,国网新疆电力创新打造了储能集控服务一体化平台,通过规范储能并网运行管理,持续优化新能源功率预测系统,提高了预测精度和系统稳定性,为新疆电网的科学精准调度提供了有力支撑。截至今年6月底,新疆新型储能并网规模达1207万千瓦,构网型储能、飞轮储能等前沿技术得到广泛应用,新疆电网新能源利用率较2024年提升4.6个百分点。
新疆独特的气候条件给电力设备的长期稳定运行带来了挑战。“极端天气会加速电力设备性能退化,直接影响新型电力系统的长期可靠性。”新疆电力科学研究院高压设备研究所灾害评估及机理研究专责董新胜介绍,“为此,需要通过智能电网技术进一步强化输电线路抗灾能力,提升运维智能化水平,让新疆更多的绿电‘送得出’。”
9月24日,在国网新疆电力气象中心,新疆电科院防灾减灾室专责李孟通过新疆电网环境一体化安全风险预警管控平台,实时查看新疆大风、降水等天气变化数据,并及时向各运维单位发布预警信息。
为进一步提升极端天气下的电网防灾能力,国网新疆电力创新构建了“天眼+地网+超脑”智慧防灾体系。该系统整合了2165个自动气象站、509套微气象监测装置、494套覆冰监测装置组成的“地网”实时数据,以及13颗卫星每10分钟更新的“天眼”气象信息。所有数据最终汇入运算速度达60万亿次每秒的“超脑”系统,通过对气象变化及线路受影响情况的精准推演,大幅提升了预警精度,实现了电网防灾从被动应对向主动预判的转变。
在应对外部环境挑战的同时,电网核心设备在极端条件下的稳定运行也至关重要。新疆的极寒大温差环境增加了油浸纸绝缘设备绝缘监测难度。传统进口仪器在零下40摄氏度的条件下无法正常工作,缺陷定位与干扰分离面临技术瓶颈。对此,国网新疆电力员工杨定乾带领团队联合高校和相关单位开展技术攻关,研发出“油浸式变压器类设备绝缘状态的宽频域感知技术及工程应用”,解决了相关问题。该成果获2024年度新疆维吾尔自治区科学技术一等奖,目前已在±1100千伏昌吉换流站等28座枢纽变电站规模化应用。
同时,国网新疆电力也积极利用仿真技术支撑重大工程建设,并为环塔里木盆地750千伏输变电工程“合龙”提供助力。该工程作为构建新疆“北接南延、西连东送”电网格局的关键,可为南疆沙漠、戈壁、荒漠地区大型风电光伏基地等新能源项目的发展提供有力支撑。该工程全长2600千米,变电站平均间距超260千米,且南疆地区新能源容量占比已超60%,这些因素都给系统建模工作带来了挑战。
“面对海量数据与复杂算法,我们团队用了半年时间反复推演与优化,最终搭建起包含构网型装备、分布式调相机、可控高压电抗器等多元组件的环塔里木大环网混合仿真模型。”新疆电科院电网技术研究所电网规划仿真专责段青熙介绍。该模型创新融合了机电暂态与电磁暂态两种仿真方法,能够从不同时间尺度、多维度建模精度对系统进行全面模拟,精准捕捉高比例新能源接入后电力系统的动态特性,为工程投运打好基础。
如今,新疆生产的清洁电力不仅满足了本地的用电需求,更通过“西电东送”等通道外送,将当地的资源优势转化为发展优势,助力新疆经济社会高质量发展。
原标题:戈壁大漠中,追风逐日绿电奔涌
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