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电网加速构建新型电力系统

日期:2023-01-25    来源:中国能源报  作者:苏南 杨晓冉

能源资讯中心

2023
01/25
11:37
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关键词: 新型电力系统 国家电网 新能源装机规模

截至2022年底,多省新能源装机刷新纪录,意味着我国电力系统正在慢慢发生嬗变。我国电网企业正在构建并完善我国新型电力系统

新疆电网新能源装机规模达到4065.5万千瓦,首次突破4000万千瓦大关,占总装机容量的36.09%;西北电网新能源装机比例提升至45%,装机规模达1.57亿千瓦,超过煤电装机,成为西北地区第一大电源……截至2022年底,多省新能源装机刷新纪录,意味着我国电力系统正在慢慢发生嬗变。

“新型电力系统建设的关键是为适应高占比新能源发展需要,基于电能商品属性及其演变路径设计,重新构建能源电力的发展业态、主体定位、技术特点、价格机制、管理模式。因此,新型电力系统的‘新’是全方位的。”上海电力大学能源电力科创中心常务副主任谢敬东指出。

自从国家提出建设新型电力系统以来,我国电网企业以确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳新能源为主要任务,以坚强智能电网为枢纽平台,正在构建并完善我国新型电力系统。

特高压建设助力新能源并网

新型电力系统特点之一就是结构新,发电结构由传统火电为主转向以新能源为主。在新型电力系统下,电网运行呈现出更加聚焦特高压、柔性直流等先进输电技术,不断提升电网灵活性和支撑保障作用的特点。

国家电网有限公司董事长辛保安曾指出,预计到2030年我国新能源发电装机规模将超过煤电,成为第一大电源;2060年之前,新能源发电量有望超过50%,成为电量的主体。

“在传统电力系统向新型电力系统转型发展过程中,常规燃煤机组由提供电能供给为主的功能定位,逐步向保障电力系统安全、提供电力辅助服务以及提供电能供给演变,而绝大部分的电能供给功能则由新能源替代。”谢敬东分析。

高比例新能源并网给电网安全带来巨大挑战,业内人士普遍认为,特高压外送通道建设将缓解我国弃风弃光的情况,而合理的特高压网架将会成为新能源主要运输通道。目前,白鹤滩—江苏±800千伏特高压直流工程已具备800千瓦输电能力,该工程增加输变电装备制造业产值约180亿元,带动电源等相关产业投资约1000亿元;南方电网区域内,粤港澳大湾区直流背靠背、粤澳联网220千伏第三通道的建成投产也带动了产业链供应链畅通循环,保障了可再生能源消纳。

去年,特高压项目核准也同样提速,国家能源局启动西北区域“3交9直”等跨省跨区输电通道和配套电源一体化方案研究论证工作;预计“十四五”期间,国网规划建设特高压工程“24交14直”,涉及线路3万余公里,变电换流容量3.4亿千伏安,总投资3800亿元;四川省“十四五”期间将建成雅砻江中游-江西、白鹤滩-江苏、白鹤滩-浙江等±800千伏特高压直流工程,开工建设金沙江上游-湖北多能互补外送特高压直流工程。

储能增加新能源并网调节能力

中国电建党委书记、董事长丁焰章曾指出,水电是推动能源革命、建设能源强国的重要力量,也是构建以新能源为主体的新型电力系统的压舱石、稳定器。

为落实“双碳”目标,全面建设新型电力系统,实现电力系统绿色发展,2022年电网企业加快了“超级充电宝”——抽水蓄能的建设。

从国网方面看,2022年12月16日,河北丰宁抽水蓄能电站8号机组投产发电;2022年12月26日,安徽金寨抽水蓄能电站全面投产发电。至此,国家电网公司去年在抽水蓄能领域已投产15台机组、装机容量455万千瓦,超额完成去年年初定下的12台机组365万千瓦装机容量的年度投产计划任务。截至2022年年底,国网在运抽蓄总装机2806万千瓦,抽水蓄能事业正在蓬勃发展。对比“十三五”,国网“十四五”抽蓄投资将同比增加约43%。

从南网方面看,2022年12月23日,我国首个单机400兆瓦变速抽水蓄能工程项目——南方电网惠州中洞抽水蓄能电站全面开工。电站总投资约83亿元,总装机容量1200兆瓦,力争2025年底前投产发电,将助力粤港澳大湾区加快建设新型能源体系,提升我国抽水蓄能装备制造水平;2022年5月28日,南方电网公司建设的广东梅州、阳江两座百万千瓦级抽水蓄能电站同时投产发电。截至2022年11月底,南网区域7座抽水蓄能电站共发电85.85亿千瓦时。

此外,厦门大学中国能源经济研究中心教授孙传旺指出,新型电力系统模式“新”,储能进入快速化和多元化发展阶段,电力系统模式将由“源网荷”向“源网荷储”转变。

当前,“源网荷储一体化”在我国已有初步实践,如上海电网在黄浦、世博、张江和上海经研院办公区建成4个“源网荷储一体化”运行示范项目,聚合需求侧响应资源参与调峰辅助服务;鄂尔多斯伊金霍洛旗蒙苏经济开发区零碳产业园通过储能技术与智能物联网技术,实现了风电、光伏和氢能的互补,最终形成了稳定的、经济的电能网络。

持续完善新型电力系统构建

在新型电力系统中,电网作为消纳高比例新能源的核心枢纽作用更加显著。

“电网建设对于构建新型电力系统具有重要作用:一是支撑作用,作为新型电力系统的骨干框架,支撑电力系统有序运行;二是保障作用,确保电力的安全稳定供应,促进电力资源优化配置;三是枢纽作用,连接区域电网,服务更大范围的电力供需调配。”孙传旺指出。

国家电网表示,面向新型电力系统的构建,未来五到十年将注重西北部能源基地的开发与建设。“十四五”期间,国家电网将加快抽水蓄能电站建设,力争2025年、2030年公司经营区抽水蓄能装机分别达到5000万千瓦、1亿千瓦。此外,国网还支持新型储能规模化应用,预计2030年公司经营区新型储能装机达到1亿千瓦。

《南方电网公司建设新型电力系统行动方案(2021-2030年)白皮书》计划到2025年,南方电网将支撑南方五省区新能源装机新增1亿千瓦以上,非化石能源占比达到60%以上;到2030年,基本建成新型电力系统,支撑新能源装机再新增1亿千瓦以上,非化石能源占比达到65%以上;储能方面,南网计划“十四五”“十五五”“十六五”分别新增投产抽水蓄能600万千瓦、1500万千瓦、1500万千瓦,新增投产电网侧独立储能200万千瓦、300万千瓦、500万千瓦,以满足3亿千瓦新能源的接入与消纳。

“新型电力系统建设是一项系统性工程,涉及到技术、经济、管理等诸多方面。新型电力系统建设需要从电能商品属性演变开展系统性设计,根据新能源发展需要,将传统电力系统中的电能商品演变为新型电力系统下的由提供电能量服务、电力辅助服务、储能服务、低碳服务、综合服务构成的电能商品系列。并围绕不同的电能商品开展发展业态、市场机制、运行技术、管理模式的研究设计。只有这样才能防止本末倒置、防止‘空中楼阁’。”谢敬东说。

孙传旺则建议,为加速构建新型电力系统,未来应着重推进电网技术升级,持续加快先进输电技术发展,更好支撑大规模新能源并网和集中外送,提升区域协调互济能力。“与此同时,还应重视推动区块链、云计算、人工智能等数字技术与输电技术深度融合,促进广泛互联互通和全局协同计算,更好保障电力系统的安全稳定供应;加速多元化储能技术改进和储能多应用场景、多形式配置发展,突破相关技术及成本制约,提升电力系统调节能力。在加快电力需求侧响应能力方面,加快虚拟电厂等相关技术发展应用,支撑电力供需双侧智能互动和协同发展。”



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