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北京冬奥会与绿电的一“网”情深

来源:科技日报 作者:瞿剑 人气: 发布时间:2021-02-02 10:10:51

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首钢大跳台切改项目外电源情况现场踏勘受访者供图

世界第一

张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程是世界第一个直流电网,在满足奥运史上首次100%绿电供应的同时,也使北京全市用电负荷的1/10实现了清洁化。

1月18日至20日,习近平总书记在实地了解北京2022年冬奥会、冬残奥会筹办情况,主持召开北京2022年冬奥会和冬残奥会筹办工作汇报会时发表重要讲话指出,把绿色办奥、共享办奥、开放办奥、廉洁办奥贯穿筹办工作全过程,全力做好各项筹办工作,努力为世界奉献一届精彩、非凡、卓越的奥运盛会。

被习近平总书记摆在办奥理念首位的“绿色办奥”,一个突出标志就是,北京2022年冬奥会和冬残奥会将实现奥运史上第一次所有奥运场馆和配套设施100%绿色电能供应。

具有里程碑意义的一天

紧邻永定河、背靠石景山的新首钢高端产业综合服务区是名副其实的“冰雪大本营”——不仅北京2022年冬奥会和冬残奥会组委会设在这里,被称为“四块冰”的短道速滑、花样滑冰、冰壶、冰球4个冬季运动训练场馆以及滑雪大跳台也坐落于此。

2019年1月30日,北京2022年冬奥会和冬残奥会场馆绿色供电签约仪式在这里举行,明确3大赛区26个场馆赛期将全部使用绿色电能。同一天,中国华电集团有限公司、北京能源集团有限责任公司等新能源发电企业也与冬奥场馆签署了绿电交易意向协议。

奥运历史上将首次实现全部场馆100%绿色电能供应,这是具有里程碑意义的一天。国际奥委会第一副主席、北京2022年冬奥会协调委员会主席胡安·萨马兰奇评价说,奥运史上首次实现所有奥运场馆绿电全覆盖,成为北京冬奥会的新亮点。

北京市副市长、北京冬奥组委执行副主席张建东表示,冬奥场馆使用绿色电力,落实了绿色办奥理念,兑现了申办承诺。

让绿电发得出也送得上

“坝上一场风,从春刮到冬。”一句民谚道出了张北地区恶劣的自然环境,也寓意了当地丰富的风能资源。2015年7月29日,国务院批复《河北省张家口市可再生能源示范区发展规划》,同意设立张家口可再生能源示范区。根据规划,张家口将建设千万千瓦级风电基地、大规模光伏发电基地和大功率光热发电项目三类可再生能源项目,预计到2030年风电装机规模将达到2000万千瓦,光伏发电装机规模将达到2400万千瓦,大功率太阳能光热发电装机规模将达到600万千瓦。

绿色电力发得出,更要送得上。作为北京2022年冬奥会顶级合作伙伴,国家电网有限公司(以下简称国网公司)根据《低碳奥运智能电网规划方案》,建设北京市区、延庆和张家口3个赛区的配套电网,加上张北柔性直流电网试验示范工程,共同打造了以“智能电网+清洁能源”为核心要素的能源互联网创新示范区,一张坚强、智能、清洁、高效的绿色大电网源源不断地将绿色电能输送至奥运场馆。

突破绿电并网“原理性障碍”

以风电、光伏发电为代表的随机性、波动性、间歇性可再生能源的大规模接入,对传统输电方式提出了巨大挑战,按国网公司特高压部主任王绍武的说法,可再生能源接入电网,遇到原理性障碍。

要做到所有奥运场馆和配套设施100%绿电供应,这又是一个非突破不可的障碍。

2020年6月29日,张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程(以下简称张北柔直工程),在经过了168小时调试和试运行之后正式投运。这一世界首个直流电网的定位,就是将张北地区富集的可再生能源接入首都电网,在满足奥运史上首次100%绿电供应的同时,北京全市用电负荷的1/10也实现了清洁化。

柔性直流(flexible)是20世纪90年代兴起的以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术。国网冀北电力建设部主任田生林用“一个完全可控的水泵”来比喻,它能够精准控制水流的方向、速度和流量,从水源地准确地供水给用户;某个水管坏了,可借助其他水管继续供水,“这在传统交流电网是不可想象的。”田生林说。

田生林分析,这一“柔性”、灵活特征,缘于它采用最先进的电压源型换流器(VSC)和类似集成电路的全控器件(IGBT),与传统直流采用类似开关的半控型晶闸管器件相比,可控能力强、功率调节速度快、运行方式灵活,能够有效抑制交流电压波动,减少功率波动对受端电网影响。所以是破解新能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”。

为配制出这把“金钥匙”,张北柔直工程采用我国原创、领先世界的柔性直流电网新技术,创造了12项世界第一,获得了超越新能源特性和常规输电技术的高可控性,从根本上提高了电网对绿电的驾驭能力,实现可再生能源侧自由“波动”发电和负荷侧可控“稳定”供电,一举解决了“纯”清洁能源大规模消纳难题。

无形中发力的绿电交易网

除了有形的绿色电网,另一张看不见的绿电交易网也在无形中发力。

2018年11月,我国首个绿电交易规则——《京津冀绿色电力市场化交易规则(试行)》正式印发,京津冀地区可再生能源发电企业保障性收购小时数以外的电量,将开展市场化交易;冬奥场馆与新能源发电企业的绿电交易被列为优先保障对象。

在市场化交易这只“看不见的手”的牵动下,通过参与绿电交易,新能源发电企业获得一定的经济收益,冬奥场馆则减少用电成本,践行低碳理念。电力交易中心作为优化配置电力资源、促进清洁能源消纳的基础平台,为双方提供公平、公开、稳定、畅通的交易渠道。

2019年7月1日,北京市冬奥会场馆绿电交易正式启动,第一批7家冬奥场馆和配套服务设施用上绿色电力。国网冬奥合作工作领导小组绿电交易工作组主要负责人透露,“2019—2020年,冬奥组委拟将场馆建设期、测试赛期和奥运会比赛期的涉奥用电全部纳入绿电交易,预计交易电量总规模在7亿千瓦时左右。”

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保证赛区视觉美、充电快、空气优

位于北京市延庆区小海陀山的110千伏海陀变电站,采用错层结构依山而建,楼顶铺设光伏板,实现站内绿色用电。国网北京市电力公司延庆供电公司总工程师关涛表示,这座变电站是进入赛区范围的第一个人工建筑物,“不过它‘藏’起来了。”他解释,该站采用下沉式外观设计,东西南三侧以毛石墙为装饰,从下到上逐渐缩小形成层层退台,折顶拟山、留树作庭,视觉上与周边地形完美融为一体。

2020年5月15日,北京地区规模最大的集中式电动汽车充电站在五棵松体育中心地下停车场投运,80个60千瓦直流充电桩和120个7千瓦交流充电桩单日最大充电服务能力可达1300车次。国网北京市电力公司介绍,今年在先期计划建设1632个新能源汽车充电桩的基础上,再增加1187个充电桩建设计划,共计实施2819个充电桩建设工程,覆盖冬奥会和冬残奥会赛事场馆周边、北京城市副中心、京礼高速服务区、大兴国际机场临空经济区等。

目前,国网公司已在冬奥北京赛区场馆周边建设326个充电桩;在延庆赛区投资建设光伏发电、储能系统和充电一体化示范站;在环张家口各高速沿线及城区已建成107座充电站720个充电桩,为冬奥赛区交通提供便捷充电服务。

保证赛区及周边空气质量优质,是北京冬奥会向国际社会作出的承诺,也承载了当地居民的期盼。2018-2020年,国网公司为863万户居民实施清洁取暖“煤改电”,新增电供暖面积6.79亿平方米。预计2020-2021年取暖季替代取暖电量207亿千瓦时,累计替代电量456亿千瓦时,替代散烧煤2533万吨,减排二氧化碳4549万吨、二氧化硫137万吨、氮氧化物68万吨、粉尘1240万吨,为打赢蓝天保卫战作出突出贡献。

(编辑:逍遥客)

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