國網(wǎng)浙江電力建設(shè)新型電力系統(tǒng) 促進(jìn)新能源消納

 　　如何滿足大規(guī)模新能源接入、消納也成為實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的必答題。面對這一難題，浙江正在進(jìn)行系統(tǒng)性思考與解決。

　　從傳統(tǒng)到新型的變化

　　浙江省一次能源匱乏，是能源凈輸入省份，外來電占比超35%。

　　相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年浙江能源消費(fèi)占碳排放總量的80%以上，能源消費(fèi)終端又以電能為主，電力占能源碳排放約50%?？紤]后續(xù)供給側(cè)、需求側(cè)進(jìn)一步清潔化，電力對浙江碳達(dá)峰貢獻(xiàn)度將超過50%。電力是優(yōu)質(zhì)高效的二次能源，是能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié)，電網(wǎng)作為連接能源生產(chǎn)和消費(fèi)的平臺，在實施碳達(dá)峰、碳中和行動中將發(fā)揮“紐帶”“杠桿”作用。

　　2006—2018年間，浙江能源消費(fèi)構(gòu)成占比變化。

　　與此同時，挑戰(zhàn)也在加劇。這源于新能源的快速發(fā)展和新型用能設(shè)備的廣泛接入。從傳統(tǒng)到新型，電力系統(tǒng)運(yùn)行特性正發(fā)生顯著變化。

　　新能源目前主要指風(fēng)電和光伏，還包括地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、生物質(zhì)能等。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，意味著風(fēng)電和光伏將是未來電力系統(tǒng)的主體，進(jìn)入倍增階段。到2030年，中國新能源裝機(jī)可能會達(dá)到16-18億千瓦，從現(xiàn)在起的未來十年，新能源裝機(jī)將新增10.7億-12.7億千瓦左右。而“十三五”期間，我國風(fēng)電和光伏平均每年新增裝機(jī)為0.72億千瓦左右。目前占全國發(fā)電裝機(jī)約52%的煤電將降成輔助性能源。

　　總的來看，發(fā)電側(cè)從以煤機(jī)為主、油氣新能源為輔，到以新能源為主體、煤油氣為輔，電網(wǎng)運(yùn)行機(jī)理、方式路徑需要系統(tǒng)性重塑。電力電量從強(qiáng)相關(guān)演變?yōu)槿跸嚓P(guān)，新能源的不確定性波動性特征更加突出，長期短時局部缺電壓力凸顯，在能源清潔低碳轉(zhuǎn)型中的電力電量平衡問題成為焦點。

　　麗水縉云縣壺鎮(zhèn)鎮(zhèn)牛江村光伏電站。

　　雖然新能源清潔高效、潛力無限，但同時也具有間歇性、不可控性等特征，就像草原上的“野馬”，沖勁十足，但性情不定，難馴服。拿浙江風(fēng)光發(fā)電來說，“天熱無風(fēng)”“云來無光”，完全“靠天吃飯”，一年中具備光照發(fā)電條件的時間也有限。隨著裝機(jī)倍增，多發(fā)電的時候怎么消納，不發(fā)電的時候又如何滿足高峰用電需求?

　　三大矛盾亟待解決

　　概括起來，能源發(fā)展到今天，有三大矛盾亟待解決。

　　一是清潔發(fā)展與電網(wǎng)安全的關(guān)系。以浙江為例，“十四五”期間，浙江經(jīng)濟(jì)和電力將保持中速增長，全社會最高用電負(fù)荷、全社會用電量預(yù)計年均增長6%、5.4%，非化石電源裝機(jī)占比將超過48%，風(fēng)、光新能源“倍增”;省外來電占最高負(fù)荷比例持續(xù)保持約三分之一。高比例新能源、高比例外來電、高峰谷差“三高”挑戰(zhàn)風(fēng)險加重。

　　二是清潔發(fā)展與電力穩(wěn)定可靠保障的關(guān)系。風(fēng)電和太陽能發(fā)電隨機(jī)性大，主要提供的是電量。而對于瞬時平衡的電力負(fù)荷，風(fēng)電和太陽能發(fā)電則靠不住，既不受電網(wǎng)企業(yè)管制，又依賴氣象條件，需要頂峰時頂不上，需要暫停時停不下。且用電需求呈現(xiàn)冬、夏“雙峰”特征，峰谷差不斷擴(kuò)大，電力保障供應(yīng)難度加大。

　　三是清潔發(fā)展與系統(tǒng)成本的關(guān)系。為適應(yīng)“三高”、冬夏“雙峰”形勢下新能源并網(wǎng)和消納，電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)建設(shè)和運(yùn)營成本都要增加。2020年，浙江最高電力負(fù)荷9268萬千瓦，日最大峰谷差達(dá)3314萬千瓦，統(tǒng)調(diào)尖峰負(fù)荷95%以上累計時間為27小時，為了一年中的這27小時尖峰用電，需要建設(shè)約5臺百萬千瓦的發(fā)電機(jī)組和相關(guān)配套設(shè)施給予保障，投資高達(dá)數(shù)百億元。

　　換句話說，傳統(tǒng)的技術(shù)手段和生產(chǎn)模式，已不能適應(yīng)高占比新能源電網(wǎng)的運(yùn)行需求。新型電力系統(tǒng)建設(shè)迫切需要解決既要保障能源安全、又要推動低碳發(fā)展、還要降低用能成本的“三元矛盾”。而這也是實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)所必須破解的難題。不僅僅是浙江，放諸全國來考量，這些問題也相通。

　　探索破題思路

　　諸多矛盾亟待解決的背景下，國家電網(wǎng)在浙江率先探索解困碳達(dá)峰的思路，即建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng)，通過喚醒海量資源，讓能源系統(tǒng)中的電源、電網(wǎng)、用戶負(fù)荷、儲能得以互動，讓安全效率雙雙提升，更好地適應(yīng)各類能源互聯(lián)互通互濟(jì)，提高能源資源在更廣范圍內(nèi)的優(yōu)化配置能力，提升全社會綜合能效，從而實現(xiàn)保障能源安全、推動低碳發(fā)展、降低用能成本的“三重目標(biāo)”。

　　多元融合高彈性電網(wǎng)給出了新型電力系統(tǒng)戰(zhàn)略要求下的省域電網(wǎng)探索建設(shè)路徑，并貫通“碳排放-能源-電力”這一核心鏈條，有效支撐碳達(dá)峰、碳中和行動。

　　目前，國網(wǎng)浙江電力已初步完成多元融合高彈性電網(wǎng)的概念設(shè)計和框架體系構(gòu)建，制定了彈性指數(shù)、效能指數(shù)、互聯(lián)指數(shù)三大維度指數(shù)構(gòu)成的高彈性電網(wǎng)發(fā)展指標(biāo)體系。如今形成了“四梁八柱”支撐體系，即圍繞“源網(wǎng)荷儲”四個電力系統(tǒng)核心環(huán)節(jié)，通過靈活規(guī)劃網(wǎng)架堅強(qiáng)、電網(wǎng)引導(dǎo)多能互聯(lián)、設(shè)備挖潛運(yùn)行高效、安全承載耐受抗擾、源網(wǎng)荷儲彈性平衡、各側(cè)資源喚醒集聚、市場改革機(jī)制配套、科創(chuàng)引領(lǐng)數(shù)智賦能等八個方面，推進(jìn)多元融合具體落地。

　　多元驅(qū)動、要素融合，解決輸送“瓶頸”、提高電網(wǎng)承載能力，喚醒“沉睡”資源、高彈性電網(wǎng)可以讓每個“用能者”都成為“供能者”……破題思路漸次清晰。解決壁壘的政策機(jī)制突破，也正當(dāng)時。

　　高彈電網(wǎng)助力新能源消納

　　當(dāng)前，在浙江，源網(wǎng)荷儲互動融合、增加電力系統(tǒng)彈性的實踐已經(jīng)展開。

　　在電源供給側(cè)，浙江自身資源稟賦較少，一方面通過加快特高壓環(huán)網(wǎng)建設(shè)，提升清潔能源入浙能力;一方面，積極發(fā)展本省風(fēng)電、太陽能發(fā)電并確保全消納。“十三五”期間，浙江光伏規(guī)模增長迅速，2020年底光伏發(fā)電裝機(jī)容量1517萬千瓦，較2015年增長827%。光伏發(fā)電已成為浙江僅次于火力發(fā)電的第二大電力來源。3月22日12時23分，浙江全社會光伏發(fā)電輸出功率達(dá)1004萬千瓦，首次突破1000萬千瓦。這意味著，該時刻浙江全省超七分之一的用電由太陽能提供。

　　寧波寧海的光伏發(fā)電站。

　　在促進(jìn)光伏消納上，國網(wǎng)浙江電力強(qiáng)化光伏發(fā)電并網(wǎng)和運(yùn)行。通過營銷用電信息采集系統(tǒng)與浙江調(diào)控云系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)全省低壓并網(wǎng)分布式光伏的信息采集，結(jié)合數(shù)值天氣預(yù)報，實現(xiàn)多口徑、多區(qū)域、多時間尺度光伏發(fā)電功率預(yù)測，提升分布式電源與可控負(fù)荷、儲能的協(xié)調(diào)配置能力，實現(xiàn)新能源全額消納。

　　在電網(wǎng)輸送側(cè)，除了動態(tài)增容改變剛性輸電限額，杭州、湖州等地還通過創(chuàng)新潮流控制技術(shù)，在不新建電網(wǎng)工程的情況下，將易過載的線路電流“擠壓”到其他承載力更大的線路上，也可以將電流“吸引”到寬松的線路上，從而動態(tài)優(yōu)化電網(wǎng)潮流分布，有效緩解部分重載線路的過載壓力，提升區(qū)域電網(wǎng)的整體承載力和安全性，也為新能源消納讓出更多通道。

　　在儲能側(cè)，浙江電化學(xué)儲能、氫能儲能以及抽水蓄能等儲能業(yè)務(wù)相繼涌現(xiàn)，彈性調(diào)節(jié)水平不斷提升。抽水蓄能是目前世界上技術(shù)最成熟的大規(guī)模儲能方式，具有啟停便捷、反應(yīng)迅速、經(jīng)濟(jì)合理等優(yōu)點，作為電力系統(tǒng)的“穩(wěn)定器”“調(diào)節(jié)器”“平衡器”，是以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。預(yù)計到2030年，抽水蓄能可新增消納新能源5000億千瓦時以上。

　　讓電能調(diào)節(jié)游刃有余的水力發(fā)電。

　　國網(wǎng)浙江電力還推進(jìn)杭州泛亞運(yùn)、寧波泛梅山等多元融合高彈性綜合試點示范建設(shè)，其中杭州2022年亞運(yùn)會全部場館將實現(xiàn)100%綠色供電。

　　高質(zhì)量碳達(dá)峰未來可期

　　按照國網(wǎng)浙江電力的規(guī)劃，預(yù)計到2023年，浙江將依托高彈性電網(wǎng)基本建成能源互聯(lián)網(wǎng)示范窗口。秒級、分鐘級可中斷負(fù)荷達(dá)到500萬千瓦，瓶頸、斷面累計釋放輸送能力達(dá)到千萬千瓦級別，全社會單位GDP能耗下降5%以上。放到全國這將是一個非常龐大的節(jié)能減排數(shù)據(jù)。依托高彈性電網(wǎng)建設(shè)，預(yù)計到2023年還將實現(xiàn)千萬千瓦級別新增新能源安全消納，提升千萬千瓦級別清潔外來電受入能力，電能占終端能源消費(fèi)比重達(dá)40%。

　　到2025年，浙江電網(wǎng)彈性指數(shù)將達(dá)到國際領(lǐng)先，效能指數(shù)和互聯(lián)指數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)。在高彈性配電網(wǎng)建設(shè)中，通過高質(zhì)量推進(jìn)輸配電網(wǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展，到2025年，浙江城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)供電可靠率分別可達(dá)99.986%和99.965%。

　　浙江是“綠水青山就是金山銀山”等重要理念的發(fā)源地，重視且珍視綠色發(fā)展，具有多種類能源電力供應(yīng)方式，具有網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)省、“數(shù)字浙江”的信息技術(shù)優(yōu)勢，具有活躍的市場主體和高效運(yùn)轉(zhuǎn)的行政組織。浙江高質(zhì)量實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，未來可期。( 來源： 新華網(wǎng) 陳麗莎 張子凡)