科技日报记者 李诏宇
从高空俯瞰内蒙古高原这片广袤大地，峰峦起伏处，风机错落林立；山梁沟峁间，光伏板绵密铺陈；晾水塔上空，袅袅白汽升腾而起。
“风光火”三种电力能源，在内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司500kV升压站这个送出枢纽通道内交融汇聚、打捆外送点亮400多公里外的首都万家灯火，为城市清洁、高效、可持续发展提供不竭动能。
记者了解到，内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司作为世界在役最大火力发电厂，承担了首都地区四分之一的社会用电量，是保障首都电力供应的“压舱石”。从投产至今，累计为京津唐电网输送电量已超过5459亿千瓦时。
日夜不辍，提出可靠解决方案
2024年8月，中共中央、国务院印发《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》指出，“加强清洁能源基地、调节性资源和输电通道在规模能力、空间布局、建设节奏等方面的衔接协同”。大唐托克托发电公司积极落实国家战略部署，在坚守火电阵地的同时，通过技术创新和产业升级，加速开发风能、太阳能等清洁能源，构建起多元化、新型化能源供应体系。一幅千万千瓦级“风光火热储”综合能源示范基地的宏伟画卷正在徐徐铺展。
风能和太阳能作为清洁能源，具有可再生的优势。风力、光照资源充足时优先输送绿电，大幅削减碳排放，以清洁电力驱动产业升级；而火电凭借其稳定可靠的供电特性，在风能、太阳能出力不足时发挥兜底作用，抚平“风光”间歇性、波动性短板，确保电力送出稳定、可靠。采用“风光火”打捆外送，创新了新时代能源开发新模式，为新能源应用提供了新思路、新实践。
然而，可行之路并非坦途，难题接踵而至。风光资源的不稳定性，使得发电要“看天吃饭”，时有时无、忽高忽低，频率电压波动频繁，和火电的特性迥异。这给电网接纳、调度带来了极大挑战。
为了保证新能源电力如期安全并网发电，大唐托克托发电公司发电部副主任张天保和科研团队日夜不辍、深入研讨，解决一个又一个从未见过的“拦路虎”。会议室的墙上，密密麻麻的图纸挂满四周，办公桌上，堆积如山的文件写满方案，一旁的泡面、矿泉水、行军床，无声地诉说着时间紧迫。
“针对‘风光火’打捆外送中的一系列技术难关，我们联合科研团队展开攻坚，研究出大型多能互补能源基地风光火储耦合系统无功资源综合控制技术，提出新能源多场站串接并网的主从式控制、场站间无功环流抑制控制、新能源场站内快速电压控制等技术方案。这些技术方案在项目中调试应用后，取得了可喜的成绩。”张天保说道。
协同发展，做强国家能源基地
方案的提出，给问题的解决打开了一扇门。但要想真正实现“风光火”打捆外送，还需要进一步的探索与努力。
面对新能源接入电网引发的复杂暂态稳定性问题，科研团队搭建起大规模机电暂态-电磁暂态多时间尺度仿真模型，研究“风光火”的打捆外送下各种过电压风险的边界条件，提升了电网应对复杂工况的能力。
同时，科研人员对各个新能源场站电能质量的谐波电流、谐波电压、电压波动、电压闪变、电压不平衡等关键指标进行评估，配置相关滤波设备，确保谐波电流分量不超过标准要求，为用户提供稳定可靠高质量的电能，保障用电设备安全高效运行。
针对多因素复杂耦合宽频振荡易引发电力系统传输稳定性失衡与能源输送效率大幅度降低这个最大瓶颈，科研团队经过数百万余次理论分析、大数据分析、技术经济分析、试验测试、模拟仿真、集成优化，创造性地利用阻塞滤波器破解难题。这一创新成果有力促进新能源电力与火电共生互补、协同发展，为“风光火”打捆外送工程提供了坚实的技术支撑。
2024年9月30日，随着大唐清水河风电项目最后一台风机顺利并网，大唐蒙西托克托200万千瓦新能源外送项目实现全容量并网发电。该项目是内蒙古地区第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地之一，每年可生产绿电41亿千瓦时以上，节约标煤超过143万吨，减少二氧化碳排放超过350万吨。
大唐托克托发电公司规划发展部主任韩强介绍，“打捆外送技术的突破让大唐蒙西托克托200万千瓦新能源外送一期项目实现全容量并网发电，也为外送二期 150万千瓦光伏基地项目落地奠定技术基础。我们将持续聚焦新能源和传统能源的协同发展，提升能源送出‘绿电’占比和系统稳定性。”
风光无限，绿能驱动世界；火电有情，光明照亮万家。
如今，“风光火”打捆外送已跨越重重阻碍，从蓝图落地为现实，化作输电“高速路”上的奔腾绿能，源源不断送向首都北京。“展望未来，大唐托克托发电公司将继续践行绿色发展理念，不断创新进取，为内蒙古地区推动传统能源产业转型升级、大力发展绿色能源、做大做强国家重要能源基地书写新的篇章！”张天保表示。
（朱森 摄）
