内蒙古金莲川草原，风吹草低、天高云阔，蓝天之下，是一排排洁白的风机矗立在草原山头，巨大的扇叶缓缓转动，将无形的“风巨人”转化成澎湃动能。这便是位于内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗和多伦县境内，幅员近1200平方公里的上都百万千瓦级风电基地。
基地于2023年实现342台风机和配套储能项目全容量投产，创造了陆上基地型风电建设奇迹，填补了全国“风火储”打捆外送大型能源基地项目开发的行业空白。华能人用草原的“风与火”点亮京津唐的万家灯火。
多能互补，打造“风火”样本
“70米高平均风速超8.5米/秒，三一、运达风机低风速达2.5米每秒切入，低风速捕捉能力强……”，内蒙古幅员辽阔，风力资源丰沛，项目所在地锡林郭勒盟地区是国家规划的9个大型现代风电基地之一，也是国家“沙戈荒”大型风电、光伏基地布局的重点区域之一，风能可利用资源占内蒙古自治区三分之一。
进入“十四五”，国家多次提出加快推进沙戈荒大基地建设。华能顺势起笔，抢抓在蒙市场机遇和窗口期，全力争取项目指标。
“内蒙古大力发展新能源，我们也要抓住这一契机，抢抓新能源市场”，时任北方公司党委书记、董事长李向良要求。2020年3月，经过北方公司多年努力，上都百万千瓦级风电基地项目获锡林郭勒盟能源局核准批复，迎来了企业转型发展新曙光。
风电具有波动性、间歇性的特征，源源不断的绿色电能如何互补调节、并网消纳？华能提出了依托北方公司上都电厂372万千瓦火电，建设160万千瓦风电和30万千瓦储能电站，共用火电通道打捆送出、实现风火联动的发展思路。该思路一出，北方公司上下群情激昂，干事创业信心倍增。
正在大家撸起袖子准备大干一场时，第一个难题摆在了所有人面前：如何在横跨1200平方公里的草原丘陵地带建设陆上风电大基地项目？
针对项目占地面积广、机位分散等特点，为确保远距离、大容量风电场顺利并网发电，基地首次采用“六站五线”方式，建设5个风电场、配套建设5座220千伏升压站和1座500千伏中心汇集站。
“风机机位分布分散，90%的风机建在草原山头，两台风机最大跨度达95公里，驾车行驶距离超160公里，修筑检修道路最高需填方超2.3万立方米，相当于用容量30立方米的翻斗车装运700余车……”，对有着近30年基建工作经历的北方公司工程管理部主任吕景文而言，这是他参建过的难度最大的工程。
“不仅要解决‘风火储’打捆外送、全部应用4.5兆瓦级以上大容量风机、自建220千伏输电线路等多项‘国内首个’问题，还要克服建设面积大、战线长、海拔高、地质条件复杂、高寒动土施工等诸多困难。这是上都电厂摸着石头过河的第一次尝试，也是对全体参建单位的重大考验！”在北方公司副总经理高永峰看来，再高的山也要攀、再难的路也要走。
项目开工建设以来，各级领导带头，参建全员全情投入，打破锡林郭勒草原地区冬季不开工的惯例，发扬华能“三千精神”，爬山路、过深沟、过险滩，高质量完成各项节点建设任务，书写了在“瘦山”上建风机的传奇。
项目以“保送出”为核心，创新采取“边建边投、分批并网”的新模式，于2023年6月30日实现全容量并网，成为全国首个开工、首先建成的“风火储”打捆外送大型能源基地项目。每年可新增绿电52.35亿千瓦时，减排二氧化碳约314万吨。。
发展有需要，企业有优势。“风火互补”在上都电厂的成功尝试，打造了煤电与新能源联营的样板工程，也为以火电为主的能源电力企业的高质量转型发展提供了新路径。
自主探索，攻克“卡脖子”难题
“要把接入优先放在重要位置，对火电调峰能力建设和储能建设进行同步研究”，2022年6月14日，集团公司召开项目专题会再次强调。
风电接入火电，将与上都火电500千伏输电线路、串补深度耦合，导致整个送出系统发生变化，接入串补输电系统面临极高的次同步振荡风险，在复杂扰动下极易诱发连锁事故，破坏系统安全稳定运行。为此，考虑到电网稳定，务必解决谐振电流超标、送出系统宽频振荡风险等问题，才能获得电网接入许可。
在国内没有先例可借鉴的情况下，让概念落地需要强有力的顶层设计。为重点突破“风火储”打捆外送“卡脖子”技术，上都电厂联合清华大学以及华北电科院、华北电力设计院、华能清能院等多所知名高校和科研院所联合攻关，构建风火打捆外送和高性能电池储能两个科研方阵。
“我们要把所有可能发生的情况全部考虑到，所有的预案都准备好，那段时间是最关键的时期，我们每天的工作状态就是决战到天明”，华北电科院系统所博士曹天植这样说。
科研团队上下一心，聚力攻关，在有限时间内进行头脑风暴，攻克6080种宽频振荡风险，在风火打捆外送系统输送能力研究中形成的无功功率补偿配置容量调整优化方案有效节约成本，已推广至国内其他风火打捆外送能源基地项目，均取得良好效果；在储能项目中，运用华能清能院自主研发的精细化分散控制电池储能技术，在国内首次大规模应用35千伏高压直挂技术和国内首次应用模组级泡沫消防技术，并在我国北方地区建设站房式储能电站，利用火电厂余热实现了储能电站高效节能供热，为国内“风火储”开发应用提供了诸多可推广、可复制的经验。
后续实验结果更加理想，通过搭建上都风火打捆经串补输电线路外送系统电磁暂态仿真平台，以华北电科院为主的科研团队进行课题研究，提出治理措施，研究通道、断面送出能力和运行优化技术，取得了阶段成果，解决了“风火储”打捆外送能源基地安全、稳定、高效发电难题，填补了国内风火打捆外送方面技术空白。2022年8月24日，项目接入系统方案获得批复，国家电网公司同意项目接入华北电网。
此外，上都电厂在运营风机效率提升方面也作了大量技术工作，破解了大风期大量风机切除停运的难点问题，有效提升了风机的发电能力。
“风火”送出，点亮绿电名片
“跨越1600公里，内蒙古的清洁电能穿过旷野戈壁、跨越崇山峻岭，源源不断抵达杭州，注入杭州亚运会场馆及办公场地”，2023年10月9日，内蒙古广播电视台播出了上都风电基地绿电点亮杭州亚运会的消息。
基地于2022年11月取得首批机组并网许可，成为京津唐地区首家“竞价”上网的新能源基地；2022年3月获得绿电交易入市资格，完成华北电网在蒙直调电厂首单外送绿电交易，作为华北地区外送19届杭州亚运会唯一绿色电力供应商，为亚运场馆提供绿色电力9100万千瓦时，为14届夏季达沃斯论坛——梅江会展中心场馆全程提供绿色电力100万千瓦时，实现场馆100%绿电供应。
当今，绿电照亮的不仅是京津唐，还有祖国需要的各方。
“煤电盈利基础十分脆弱，绿电市场供需失衡，碳排放成本逐步增加，绿色收益仍不能有效体现和回收”，基地的落成为上都电厂带来勃勃生机，也带来新的问题和挑战。如何直面以新能源为主体、火电深调、容量电价机制运行等多重考验，提高“风火储”耦合发电能力，上都电厂有的是攻坚克难的底气。
2024年开年，上都电厂总经理沈庆贺就提出了设立增盈提效、降本节支工作领导小组和日营销、日调度、日量本利分析工作小组，成立“风火储”一体化调度临时机构，大力协调推进风火储耦合发电运营、调度，充分释放发电机组最大效能，实现发电量最大化的决策。细化“小”措施，算好“大账、总账”，在不断变化的新型电力市场形势下，盈利水平再创新高。3月16日，新能源单日发电量达到2890.81万千瓦时，占电厂日总发电量的59.2%，占比创历史新高，一季度风电累计发电13.62亿千瓦时，同比增发7.24亿千瓦时，利润同比大增。
实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。上都电厂搭载着新能源产业，描绘出了新的发展蓝图，正在创造无限可能。（范红梅 王闫才 供稿：中国华能）