金秋时节,从太原向晋西北驱车四五个小时,记者来到偏关县老营镇方城村附近。风电塔筒矗立山巅,山坳间白色储能舱连片排列,全球单体规模最大的超级电容器电化学混合储能调频电站——中电金谷偏关混合储能独立调频电站项目便坐落于此。
走进金谷一期项目总控室,监控大屏映入眼帘,频率曲线随电网动态起伏跳动,功率数值实时刷新。屏幕正中央,代表山西电网主频率的曲线如脉搏般微微波动,实时映射着系统运行的每一次变化。“新能源发电天生不稳定,我们创新采用58兆瓦超级电容+42兆瓦锂电池混合储能技术路线,能实现毫秒级电网频率响应,调频性能较单一锂电提升五成以上。”现场工程师赵帅介绍,“几十万个电芯像一支训练有素的队伍,可以随时应对电网频率变化。”
然而,这套运行高效的储能系统,在2021年项目立项之初,却面临无成熟方案可用的困境。山西中电金谷储能科技有限公司董事长鲁格非坦言,开展电网侧一次调频,需要搭建电芯、成簇、集装箱、场站、电网侧五层能量管理控制系统,而当时市场上并无现成产品可供选用。
迎难而上,自主破局。项目团队联合国内顶尖科研机构搭建全流程仿真系统,在数字仿真环境中模拟山西电网与偏关场站潮流特性,立足电网实际运行需求反向推演,逐层明确各环节技术指标,定向开展技术攻关。“所有技术参数全部倒推而来,我们要做就做国内一流的储能示范工程。”鲁格非说。
目前,经过验证,成功运用在项目核心超级电容储能系统,实现了全链条自主可控、完全国产化,打破国外技术垄断,多项核心指标达到国际领先水平。项目创新运用标准化超级电容舱设计,可与锂电池储能单元灵活搭配,为储能产业规模化推广搭建起模块化、标准化的技术底座。该项目先后入选国家绿色低碳先进技术示范项目清单(第二批)、山西省首批能源领域首台(套)重大技术装备名单。
技术突破之外,运营成效同样扎实。2025年8月28日,项目正式全容量并网,12月正式投运,总投资6.7亿元。并网一年来,电站实行24小时不间断监测运维,全站储能单元实现毫秒级群发群控,每日参与一次调频有效次数达2000次以上。已累计充放电超百万次,是新型电力系统的“忠诚卫士”。
一座电站的价值最终由运行实效检验。鲁格非说,这座储能电站可有效支撑晋西北地区大规模新能源装机消纳,为区域存量新能源电站安全稳定运行提供保障,大幅提升区域新能源消纳水平,每年减少二氧化碳排放约50万吨,相当于种植5000万棵树。
金谷一期的示范意义并不限于这一座电站。以一期为标杆,金谷二、三、四期项目正在加紧推进,全面建成后将形成更大规模的储能集群,构建秒级、分钟级、小时级多维度响应体系。覆盖110千伏、220千伏、500千伏三大电压等级电网侧大型调频储能电站布局,成为省级电网重要支撑点,为储能产业规模化复制提供了完整工程模板。
2025年底,山西中电金谷联合两院院士、行业专家发布《山西省新能源储能调频技术应用白皮书》,标志着山西储能产业正由“建设项目”迈向“制定标准”。立足偏关示范标杆,中电金谷将“技术+标准+运营+投资”一体化方案输出至巴基斯坦等共建“一带一路”国家,实现从适应国际规则到共建行业规则的跨越。
从山西示范走向中国方案,晋西北的储能力量,正在为全球能源绿色转型贡献中国智慧。本报记者 姚 毅
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