1月8日的河北省張家口市張北縣，氣溫已下降到零下22攝氏度，在通往阿里巴巴張北數據中心的道路兩邊，厚厚的積雪還沒有融化，一座座白色風機高高聳立，一片片光伏發電板整齊劃一地排列在草原之中。
由國網冀北電力有限公司建成投運的張家口柔性變電站及交直流配電網示范工程，猶如一座橋梁，將該數據中心與張北縣德勝村億利集團光伏扶貧電站連接在一起，為該數據中心提供了源源不斷的穩定綠色能源。
開啟電力供給新模式
近年來，冀北電力立足于探索未來配電網的發展形態，服務于張家口可再生能源示范區建設，著眼于高端產業的高品質電力需求，協同全球能源互聯網研究院、南瑞集團中電普瑞科技等單位，與阿里巴巴集團、億利集團緊密合作，以配電網技術創新引領“源—網—荷”協調發展，在全球首次提出了大膽的柔性變電技術設想，并成功將其變為現實。2018年12月26日，世界首個柔性變電站及交直流配電網示范工程完成了近1年的全部試驗和試運行考驗，正式投入商業運行。
該示范工程建設有10千伏光伏直流升壓站一座、10千伏柔性變電站一座。其中，10千伏柔性變電站的核心設備電力電子變壓器具有4個交直流端口，在配電網中相當于“縱橫交錯江河中的碼頭”。在低壓側能夠提供直流750伏 （含240伏）、交流380伏等3種靈活的供電方式，可實現多種能源、多元負荷和儲能的即插即用和靈活接入，豐富了用戶對電能供應的自主選擇權。
通過接入張北縣德勝村2.5兆瓦光伏扶貧發電項目，滿足了阿里巴巴張北數據中心綠色用能需求。示范工程打造了靈活開放的能源互聯網平臺，實現了發電、電網、用戶等多利益主體的共贏，開啟了高品質電力供給的新模式。
踐行首創精神走出新路徑
“首臺”“首次”“首套”成為示范工程建設中的高頻詞。示范工程作為集技術創新、新興產業多元供電服務、光伏扶貧、清潔能源消納于一體的能源互聯網示范項目，是我國率先提出并實現的交直流混合配電網技術。工程為應對配電網電源清潔化、多元化，網絡電力電子化、信息化以及負荷特性復雜化、互動化的發展需求，提供了重要解決方案。
理念先進，設備技術新穎，施工、調試要求高，示范工程從設計之初到投運處處都是難啃的硬骨頭。示范工程于2017年10月14日開工建設，正臨壩上地區寒冬季節。為保證工程按期建成，冀北電力的建設者們實行24小時輪班工作制，一撥累得干不動了，一撥又頂了上去，提前兩個月完成了工程建設，為設備調試階段留出充足時間。
“示范工程的并網運行并不意味著可以放松警惕，只有在完成后續調試方案的情況下，才有可能保證柔性變電站能夠經得起電網突發情況的考慮，保持安全穩定運行。”2017年1月18日，10千伏柔性變電站并網時，在冀北電科院技術中心的王曉斐看來，他們的任務很艱巨。面對許多新型設備，沒有經驗可循。為此，他們無其他捷徑可選，只有加班加點，所有參加試運行的人員主動放棄節假日休息，開啟“5+2”“白加黑”的連軸轉模式，最終圓滿完成示范工程168試運行，為示范工程安全穩定投入商業運行打下堅實基礎。
彰顯電力技術創造新成效
示范項目選址于此的原因是，張北地區新能源資源豐富，此外還具備空氣清潔、氣溫低、電價低等特點，而看重這些特點的阿里巴巴數據中心一方面對使用綠色能源具有一定的需求，同時對于電力的可靠性也具有極高的要求，但新能源目前存在不穩定的問題，且當前光伏+儲能造價成本太高，尚不具備經濟性，通過示范項目則可將新能源和常規電網無縫連接，能夠較好地銜接發電企業與客戶的需求。
在阿里巴巴張北云計算數據中心，通過直流升壓的方式，將光伏發電輸送至數據中心，接入系統，作為備用，可以實現綠色能源的就近消納，余量還可上網。這套設備在一定程度上代表配電網的發展方向，是電網公司、發電企業、用電客戶之間相互溝通以需求做驅動的項目。
“常規的數據中心使用的是雙路交流電，阿里從2011年起開始使用一路高壓直流電，高壓直流的優勢在于沒有中間的逆變環節，減少能效損耗。
柔變項目正好匹配業務需求。最大的好處是就近消納了光伏發電的直流電。”阿里巴巴數據中心的工作人員說道。對于新能源發電企業而言，基于柔性電站的配電網能夠降低能耗折損，保證新能源的就近消納，增加電站收益。
“光伏發電一般而言需要將直流電通過逆變器變成交流電，再上網，用戶側需要將交流電變成直流電進行使用，過程中存在能耗損失。”億利集團張家口億源新能源有限公司副總經理戚洪林介紹，基于柔變電站的交直流配電網解決了分布式光伏電站就地消納的問題，實現了光伏發電兆瓦級容量不經逆變環節，直接高壓直流并網，縮短了變換環節，降低了過程中的損耗，按照市場常見光伏逆變器效率折算，該項目降低變換損耗約為2%，每年為億源德勝光伏扶貧電站增加7萬余元收益。
示范工程成功投入商業運營，為未來交直流配電網的設計運行做出了有益探索。下一步，冀北電力將會把這一技術應用到服務冬奧的智能配網中，這將大大提高新能源的消納水平，并提高設備利用率，降低電網造價。