長風起張北，“綠電”送京畿。地處河北省西北部、內蒙古高原南緣的張北地區“風光”資源豐富。通過張北柔直工程，每年有140億千瓦時清潔電量輸入北京地區，約占北京市年用電量的1/10。

“綠電”清潔環保，卻也存在隨機性、間歇性、波動性等弱點，需要一整套穩定高效的智慧電網加以支撐。近年來，國網冀北電力有限公司以改革賦能，以科技助力，搭建新能源供給消納體系，全面提升能源安全保障能力。

智慧護駕：“綠色高速”通京畿

柔性直流輸電技術響應速度快、可控性好、適應性強，被認為是提升電網接納“綠電”能力的“金鑰匙”。長期以來，各國對相關核心技術與裝備嚴格保密。

2020年6月，全長666公里的張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程竣工投產，它是世界首個具有網絡特性的直流電網工程，為破解新能源大規模開發和消納的世界級難題提供了“中國方案”。

作為輸送“綠電”的“智慧高速”，張北柔直工程由我國自主研發、設計、建設和運行，創造12項世界第一。科研人員闖過數道難關，攻克了柔性直流組網、容量提升與可靠性提升三大技術難題。

“這是世界上最大容量交流耗能裝置，可以避免因交流電壓抬高而損壞設備，相當于給電網裝上安全氣囊；這是世界上最高電壓等級開斷能力最大的直流斷路器，能在3毫秒內快速分斷超大直流故障電流，還能重新合閘，保障電力輸送不中斷；這是世界上第一個真正具有網絡特性的直流電網，可靠性世界領先……”在張北柔直工程中都換流站，高級工程師金海望向半月談記者詳解這些聽起來拗口卻領先世界的“黑科技”。

作為張北柔直工程的重要送端，中都換流站直接與風電、光伏新能源場站連接。“好比一條條水質和水量各不相同支流全都突然匯入干流，控制難度大。”金海望說，中都換流站既像水廠一樣提升“綠電”質量，又像水庫一樣控制流量，保障電網安全穩定運行。

“風電光伏就像兩匹桀驁的野馬。我們要馴服它，給它系上韁繩，配上馬鞍，加上鞭子。”國網冀北電力有限公司副總經理李阿勇這樣比喻。2023年3月，張北柔性直流電網試驗示范工程榮獲第七屆中國工業大獎。

智能巡檢保障電力動脈安全

“變電站內高空設備巡檢一直是難題，若無法及時發現缺陷，電網安全得不到保障。”北京大工匠、首都勞動獎章獲得者、高級工程師魏曉偉向半月談記者講解起無人機在變電站內安全作業的技術要領。魏曉偉帶領團隊，開展無人機變電巡檢研究，在世界上首次提出并發明“整體絕緣無人機”，徹底消除了無人機導致放電的風險。

通過遠程監控，技術人員向半月談記者展示最新的無人機策略性自主巡檢技術。只見一架無人機從部署在郊野的固定式機巢中飛出，沿預設線路飛行，自動調節航速和高度，對電塔上的絕緣子和金具進行近距離精細化排查。

在國網承德供電公司輸電全景智慧指揮中心，大屏幕實時呈現百公里內電網線路、變電站和桿塔狀態。“這里地廣山多林茂，電網設備運維、輸配電線路防火難度高、責任重。”工程師于長任說，“我們創新研發輸電智慧運檢體系，依托5000余套監控裝置和人工智能輔助，實現全景狀態感知、集中監控指揮、立體聯合巡檢。”

15時23分，在半月談記者采訪時，指揮中心預警系統突然告警。原來，位于220千伏榆河一線60號鐵塔的可視化監測裝置抓拍到一臺作業中的大型機械正快速靠近導線。人工智能第一時間識別響應，指揮中心迅速通知人員趕赴現場。

15時26分，值班員啟動聲光告警裝置，遠程喊話并閃爍警示燈，驅離危險作業；5分鐘后，大型機械逐漸遠離線路；15時49分，指揮中心核實隱患已被消除。

“快速感知、快速響應、快速解決。”于長任說，從過去巡視人員兩腿跑路，到如今數據跑路；從被動式風險應對，到主動式預警防范，指揮中心實現電網由人工運維向智能運維的跨越式轉型。

在擁有世界最大人工林海的塞罕壩，運維團隊還對區域內線路探索使用數字孿生技術。“我們對線路本體和通道進行三維激光點云模型重建，在電腦上1∶1還原空間坐標，實時監控。一些肉眼看不到的內部缺陷也能及時發現。”于長任說。

科技創新讓“綠電”更友好

在位于河北省張家口市的國家風光儲輸示范基地，半月談記者登高俯瞰，高大風機矗立草原之上，連綿起伏的光伏板在陽光下熠熠發光。

“國家風光儲輸示范工程重在破解大規模新能源集中并網、集成應用難題。”國網冀北張家口風光儲輸新能源有限公司黨委黨建部副主任梁立新說，“電能轉換是瞬間完成的，期間一旦失衡，將對電網帶來極大安全困擾。這好比超市進貨，必須守住源頭，采購質量過硬的貨品。”

為從源頭根治“綠電”的不友好特征，該基地打造世界首創的風光儲輸“四位一體”聯合發電控制和調度模式，將新能源發電出力10分鐘平均波動率由30%降低至5%以內。

在示范基地電站控制中心，顯示屏上，不同顏色曲線顯示著風、光、儲、輸設備的運行狀態。“系統自動調節有功功率和電壓，準確執行電網調度計劃指令。”梁立新說，無論風力、光照如何波動，電站發出的電流始終平穩。

電力作為即時消費的特殊商品，需求端用多少電，供應端就發多少電。火電機組靈活度高，用電高峰多燒些煤，多開幾個機組就行。新能源發電的響應能力沒那么快，必須整體謀劃供給和消納。針對此，國網冀北電力有限公司探索建立全國首個市場化運營的虛擬電廠示范工程，打通發電端和用電端。

虛擬電廠沒有實體，建在“云端”，靠數據和智能控制技術運行，為電網提供調峰、調頻、備用等輔助服務。它聚合用電側各類用電負荷，使用戶靈活響應電網調峰需求及調度指令；同時集中分布式電源、儲能等可調資源，實現電源側多能互補、負荷側雙向互動、儲能靈活調劑。

“在電網負荷過高、電力供應緊張時，用戶把不重要的負荷騰出來，就能在虛擬電廠的交易平臺換錢；夜間風電出力大，則鼓勵用戶多用電。”國網冀北張家口風光儲輸新能源有限公司數據技術室主管張文煜說，虛擬電廠“削峰填谷”，可減少電網和尖峰電源建設，實現用戶、電網公司、發電企業多方降本共贏。

國網冀北電力有限公司董事長、黨委書記張瑋表示，下一步，將繼續全面深化改革，爭創新型電力系統示范標桿，打造能源轉型最佳實踐；爭創高質量發展標桿，打造一流省級電網企業；努力爭做能源清潔低碳轉型的最強推動者、最快先行者、最優引領者。