“張北的風點亮北京的燈”——如今，這個浪漫的冬奧故事仍在繼續(xù)。

7月的張北壩上草原，滿目青綠，高大的風車星羅棋布。風輪緩緩轉(zhuǎn)動，風能即轉(zhuǎn)換為機械能，再經(jīng)由齒輪轉(zhuǎn)換，機械能最終轉(zhuǎn)化為電能。

“張北柔直工程像一輛行駛在電網(wǎng)中的‘超級貨車’，能精準控制方向與速度，將不穩(wěn)定的風電穩(wěn)妥送到終端。”國家電網(wǎng)冀北公司工程管理公司項目經(jīng)理郭良告訴記者。截至目前，累計向京津冀地區(qū)輸送綠電突破300億千瓦時，約等于820余萬戶家庭一年的用電量。

“壩上一場風，從春刮到冬”，曾經(jīng)被當?shù)匾暈椴焕麠l件的“風吹日曬”，如今成了“香餑餑”。張家口所在的冀北地區(qū)毗鄰京津、面積廣闊，具有優(yōu)質(zhì)風能和太陽能，是國家可再生能源發(fā)展規(guī)劃的千萬千瓦級風電基地。到2022年底，張家口市可再生能源裝機規(guī)模超過2600萬千瓦，已成為全國非水可再生能源第一大市。

風起風止，日升日落，新能源的隨機性、波動性特征使得其大規(guī)模并網(wǎng)消納成為世界級難題。柔性直流輸電技術(shù)是能源有效駕馭和高效轉(zhuǎn)換最關(guān)鍵的技術(shù)之一。

2020年6月，張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程(簡稱“張北柔直工程”)正式投運。工程通過“多點匯集、多能互補、時空互補、源網(wǎng)荷協(xié)同”將張北新能源基地、承德豐寧儲能基地等與北京負荷中心相連，連接起壩上百余家風電場、千余座光伏電站，為推動能源轉(zhuǎn)型、保障能源安全提供了全新技術(shù)手段，顯著提升了張家口新能源外送能力。

依靠自主創(chuàng)新，工程解決了綠電隨機性、間歇性、波動性等問題，突破了組網(wǎng)技術(shù)空白、輸電能力受限、運行可靠性低三大世界級技術(shù)難題，創(chuàng)造了“世界上第一個真正具有網(wǎng)絡特性的直流電網(wǎng)”“世界上第一個實現(xiàn)風、光和儲能多能互補的直流電網(wǎng)”等12項“世界第一”，成為世界首個輸送大規(guī)模風能、太陽能、抽水蓄能等多種形態(tài)能源的四端環(huán)形柔性直流電網(wǎng)。

張北柔直工程投運以來，核心技術(shù)突破的腳步從未停歇。

“為保障綠電可靠供應，張北柔直工程建立了換流站數(shù)字孿生系統(tǒng)，實現(xiàn)全站的全景監(jiān)視、智能巡檢和風險預警。”郭良表示。工程自投運以來，國網(wǎng)冀北電力積極開展數(shù)字換流站建設(shè)，打造三維立體的張北柔直數(shù)字換流站模型，依托數(shù)字孿生系統(tǒng)，搭建關(guān)鍵設(shè)備仿真平臺，實現(xiàn)了全站設(shè)備在線監(jiān)控和隱患快速處置。2022年底，張北柔直數(shù)字換流站啟動試運行。2023年底，數(shù)字換流站全部搭建完成，并實現(xiàn)安全穩(wěn)定運行。

從應用數(shù)字孿生技術(shù)到建成數(shù)字換流站，從可視化設(shè)備到閥廳內(nèi)無人機巡檢再到“空天地一體化”巡檢，該工程一項項創(chuàng)新突破助力綠電進京，不斷為推動新能源高質(zhì)量發(fā)展、助力新型能源體系建設(shè)、賦能京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略走深走實貢獻力量。