新疆天山北麓戈壁能源基地華電610萬千瓦新能源項目風機集群。
新疆天山北麓戈壁能源基地華電2×100萬千瓦煤電機組。
以上圖片均為陳振攝
新疆哈密三塘湖鎮，一望無垠的戈壁上，數百臺百米高的風機成排矗立，深色光伏板迎著日光連接成片，“漾”起粼粼光紋。
這里，是我國首個“沙戈荒”新能源外送基地——新疆天山北麓戈壁能源基地，也是“疆電入渝”工程的配套電源項目，新能源裝機占比超過70%。
眼下，項目建設進入全容量并網發電的沖刺收官階段。為什么要建設“沙戈荒”新能源基地？首個“沙戈荒”新能源外送基地為何落地哈密？記者進行了采訪。
聚焦綠色低碳
項目采用“風光火熱儲一體化”模式協同運行
“沙戈荒”，顧名思義就是指沙漠、戈壁和荒漠。這些地區，往往風能、太陽能等資源豐富，可利用的國土空間資源十分豐富。
就拿新疆哈密來說。從土地資源看，哈密14.21萬平方公里的土地上，戈壁面積9.46萬平方公里，占全市總面積的66.57%，有大量未充分利用的土地資源，為新能源規模化開發提供了良好條件。
從風光資源看，哈密地處風區，全年超8級以上的大風天數近200天；年日照時數達3100至3300小時，是全國日照最充裕的地區之一。
當各類資源匯集至一處，拔地而起的“沙戈荒”新能源基地便打開了更多可能。
2024年2月26日，總占地面積約1651平方公里的新疆天山北麓戈壁能源基地正式開工建設，基地總裝機1420萬千瓦。
“項目采用‘風光火熱儲一體化’模式，多種能源和儲能技術得以互相配合、協同運行。”新疆華電天山發電有限公司工程物資部主任劉永青解釋，當其中一種能源受到天氣等因素影響時，另一種能源可以部分彌補其出力不足，同時有火電和儲能靈活調節，保障能源的持續穩定供應，實現新能源高比例外送。
華電新疆發電有限公司總經理常家星介紹，華電牽頭建設的810萬千瓦項目建成后，每年可新增綠電142億千瓦時，節約標煤427萬噸，減少二氧化碳排放1172萬噸，將有力促進新疆資源優勢轉換，推動能源清潔低碳轉型。
據介紹，新疆天山北麓戈壁能源基地全部機組投產發電后，每年將有360億千瓦時綠電通過哈密—重慶±800千伏特高壓工程直送川渝大地，昔日的“不毛之地”將變成“能源綠洲”。
聚焦安全穩定
建設安裝構網型儲能，確保電力系統安全穩定運行
新疆天山北麓戈壁能源基地的一大特色，是建設安裝了全國最大的“沙戈荒”構網型儲能。
為何需要儲能？
劉永青解釋：“戈壁地區具有極端天氣多、生態脆弱等特征，再加上新能源發電的間歇性、波動性特性，給電力系統安全穩定運行帶來較大挑戰。”
何為構網型儲能？
過去的電網主要靠“火電廠”“水電廠”供電，它們的核心是“旋轉的大輪子”——火電廠是“汽輪機帶動發電機”，水電廠是“水輪機帶動發電機”。這些輪子都很重，有很強的“緩沖能力”，能在發電和用電不匹配時，幫助電網穩住頻率。但新能源電站沒有這樣的“重輪子”，所以需要裝上“儲水罐”——儲能電池，發電多了存起來，發電少了放出來。
“傳統的儲能更像‘臨時水桶’，只能被動補缺，沒法主動穩住電網節奏。而基地應用的構網型儲能，相當于給儲水罐裝了一個能感知水壓變化速度的智能泵，能主動模擬火電廠‘重輪子’的‘緩沖能力’，跟著波動速度調整出力，從‘被動補能’升級成‘主動穩網’。”劉永青說。
以“沙戈荒”新能源基地建設為契機，華電正在進一步研究構網型儲能的關鍵技術及應用，未來隨著技術不斷成熟，還將推廣到更多的新能源基地。
新能源更靠譜，煤電機組亦要提升靈活性。百余公里外，為“沙戈荒”新能源基地配套的華電2×100萬千瓦煤電項目忙碌不停。
“兩臺煤電機組定位是調峰電源，年發電量能夠達到100億千瓦時，為新能源規模化送出提供堅強的支撐保障。”新疆華電天山綠色能源有限公司總經理、黨委副書記陸剛說，在保證安全穩定運行的條件下，機組最小發電功率能降至額定容量的20%，讓煤電機組從穩定的發電主力轉變為靈活的調節器。
也就是說，新疆天山北麓戈壁能源基地可以做到在風電、光伏大發時，煤電機組能主動降低出力，為清潔能源讓路；在風光發電不足時，煤電機組及時補位發電，保證外送通道始終有電可送。
聚焦經濟高效
持續優化技術讓發電更經濟、輸電更高效
在基地采訪，記者發現，經濟高效，是基地建設、運行的關鍵詞。
“基地建設是一個復雜的系統工程，涉及發、輸、變、配和用電等多個環節，我們努力通過設計優化和技術創新，不斷提升電力生產、傳輸效率，切實降低各種損耗損失，為企業和群眾提供更多低成本的電力供應。”新疆華電天山發電有限公司總經理楊金發說。
——智能調度，發電更經濟。
走進煤電項目一體化集控室，5米長的大屏上實時顯示著每臺設備的運行狀態。“與一般煤電集控室不同，這里可同時控制、調度新能源和煤電兩個項目。”新疆華電天山發電有限公司黨委書記張明杰說，當電網發出用電需求時，系統可利用大模型，自動計算煤電、新能源發電的最優配比。
據測算，系統應用后，預計可提升新能源消納能力3%。
——升級技術，輸電更高效。
新疆天山北麓戈壁能源基地巴里坤2號站，光伏中壓直流系統正在抓緊建設，200兆瓦的光伏將通過這條線路源源不斷送出綠電。
“現在的光伏板、風機等發電設備一般發的都是直流電，如果用常規發電系統，需要多做兩道‘交直流轉換’的工序，這個中壓直流系統能‘直連’，減少了逆變和交流升壓環節，降低線損、穩定性更高。”劉永青說。
——優化設計，用水更集約。
在煤電項目現場，底部直徑147米、高210米的超大型冷卻塔拔地而起。
“傳統煤電機組，主機和輔機都各有專門的冷卻塔，各自用水耗電，現在我們將其合并成一套，把所有需要降溫的水匯總到一個冷卻塔里，實現資源共享更節水。”陸剛說，冷卻塔整合后，整個煤電機組每發一兆瓦時電只用水0.13立方米，節約用水超60%。
“通過技術的持續優化升級，基地實現了更優的發電煤耗、更低的廠用電率、更高的主蒸汽壓力，不僅為‘疆電入渝’提供了穩定的綠色電源，也能助力破解戈壁開發新能源的技術難題，為我國后續‘沙戈荒’新能源基地建設、新型電力系統構建提供了可復制、可推廣的樣本。”楊金發說。
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