12月初，经过几轮降雪，河北张家口室外滴水成冰，崇礼区白旗乡门二营村村民翟永亮家中依旧温暖。“我们统一安装了电暖器，用的是张北的新能源，屋子里既暖和又干净。”翟永亮说。门二营村200多户村民从2021年冬季开始用上电采暖，今年冬季已是村里实现清洁取暖的第四年。
张家口是中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点城市之一。2021年，张家口市区清洁取暖率达100%，所属区县清洁取暖率70%以上，农村清洁取暖率40%以上。
张家口地区富集的新能源资源是支撑当地大规模推进清洁取暖的优势之一。张家口风电可开发量达4000万千瓦以上，太阳能发电可开发量达3000万千瓦以上。
新能源资源禀赋也为张家口新型电力系统建设奠定了基础。阴山山脉横贯张家口中部，将张家口划分为坝上、坝下两部分。坝上新能源资源丰富，而坝下海拔低于坝上，土地肥沃、人口密集，张家口用电负荷主要集中于此。坝上、坝下不同的地理条件为国网冀北电力有限公司推进张家口新型电力系统建设提供了抓手。2021年，国家电网有限公司将张家口确定为新型电力系统地区级示范区。
“我们以保障首都地区电力可靠供应和保障高比例新能源送出消纳为目标，围绕‘坝上新能源大规模汇集输送+坝下源网荷储协同高占比新能源就地利用’，打造新型电力系统示范。”全程参与“张家口新型电力系统示范区建设方案”编制的公司首席专家、国网冀北电力高级专家赵丽萍介绍。
新能源大规模汇集输送此前在张家口坝上已有探索：2011年年底，国家风光储输示范工程在坝上投运。截至目前，国家风光储输示范工程累计发电超122亿千瓦时，实现风光资源可控、可调，发电出力平稳，总体达到常规电源水平。这些绿电通过张北—雄安1000千伏特高压交流输变电工程输送到雄安新区，助力雄安新区实现100%清洁供电。
“新能源发电具有弱支撑性和低抗扰性，给电力系统的稳定性与安全性带来影响。”冀北电力科学研究院智能电网和新能源研究所所长助理王耀函介绍，部署分布式调相机是推动新能源稳发多发、保障电网安全稳定运行的措施之一。
分布式调相机既能发挥系统动态无功储备的作用，又能为新能源场站提供暂态和稳态全过程电压支撑，可解决新能源汇集地区电压支撑能力不足的问题，助力提升新能源安全运行和消纳水平。2022年12月27日，国家风光储输示范基地的首台调相机组一次并网成功，国网冀北电力“新能源+储能+调相机”模式落地。
目前，冀北电网已建成国内规模最大的新能源汇集系统分布式调相机群，成为国内运行分布式调相机规格最全、台数最多的省级电网。其中，张家口的新能源场站已投运21台分布式调相机，总容量55万千乏，提升新能源送出能力87.5万千瓦。
应对新型电力系统安全稳定运行面临的新问题新挑战，需要依靠科技创新。自张家口被确定为新型电力系统地区级示范区以来，国网冀北电力持续推进构网型技术应用，进一步提升新能源主动支撑能力。“新能源逐渐发展为主力电源，需要承担起主动支撑电网的责任。这就要应用构网型技术，其本质就是让新能源模拟火电等同步机组，帮助系统维持频率和电压稳定。”王耀函介绍。
构网型技术在电网侧的应用，对新能源高效大规模外送发挥着重要作用。
张北柔直工程采用柔性直流输电技术，将张北新能源基地、承德丰宁储能基地等能源基地与北京负荷中心相连，把张家口坝上地区的风电、光伏发电等新能源发电送往京津冀地区。柔性直流电网电力电子设备占比高，控制难度大。构网型技术可以使电力电子设备模拟传统发电机特性，提供稳定的频率和电压支持，使电网运行状态不再随新能源的波动而波动。
国网冀北电力在张北柔直工程中探索应用构网型开环控制策略，平抑新能源出力随机波动给柔直电网带来的影响，大幅提高柔直电网调节能力和灵活性，提升绿电输送能力30%以上。截至目前，张北柔直工程累计向京津冀地区输送绿电超过370亿千瓦时，等于1100余万户家庭一年的用电量。
坝上新能源大规模外送，也为坝下特色产业发展注入动能，满足群众绿色用能需求。
张家口是国家“东数西算”工程京津冀算力枢纽节点核心城市，也是10个国家数据中心集群之一，数据产业集群化发展效应明显。目前，张家口地区已建成33个数据中心项目。大数据产业已成为张家口地区用电量最大的产业。
在张家口市政府的倡导下，国网冀北电力提出“政府+电网+发电企业+用户侧”四方交易机制，将数据中心纳入可再生能源电力交易系统，降低数据中心的用电成本，并畅通新能源交易机制和渠道，让区域内大数据产业都用上绿电。今年1～11月，张家口大数据产业用电量累计56亿千瓦时，其中绿电24.7亿千瓦时、占比44%。
为助力张家口推进清洁取暖，国网冀北电力建立以蓄热式电锅炉为主的区域特色可调节负荷资源库，构建分层级、分时段、分梯度的可调节负荷集群。“夜间风电发电高峰时段，蓄热式电锅炉错峰启动，开展填谷响应，通过价格信号激发负荷侧资源调峰潜力，实施第三方独立主体参与电力调峰辅助服务市场商业模式。”张家口供电公司营销部主任韩雨介绍。
截至目前，张家口供电公司推动负荷聚合商依托新型电力负荷管理系统、智慧能源服务平台，聚合张家口20家蓄热式电锅炉用户参与电力调峰辅助服务市场，辅助调峰能力20万千瓦。