“2020年，我國可再生能源發(fā)電量達(dá)2.2萬億千瓦時，有力支撐我國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)15.9%，如期實現(xiàn)2020年非化石能源消費(fèi)占比達(dá)15%的莊嚴(yán)承諾。”3月30日，國家新聞辦公室就中國可再生能源發(fā)展有關(guān)情況舉行發(fā)布會，國家能源局局長章建華在會上表示，下一步，國家能源局將加快實施能源領(lǐng)域碳達(dá)峰行動，積極構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
在清潔低碳、安全高效這一新時代能源體系主旋律的引領(lǐng)下，我國能源企業(yè)不斷拓展兩個一體化建設(shè)內(nèi)涵，持續(xù)探尋能源高質(zhì)量發(fā)展縱深，先后落地了一批源網(wǎng)荷儲一體化、多能互補(bǔ)項目。中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司（下稱“中國電建西北院”）作為行業(yè)先行者，蹚出一條特色鮮明的新能源開發(fā)之路。
“小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，自給自足”：
從智能微電網(wǎng)說起
自“30·60”雙碳目標(biāo)提出以來，“構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)”、“推動新時代能源事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”成為熱搜關(guān)鍵詞。深究其源，這意味著什么？
“簡單來說，就是不斷提高可再生能源在電力系統(tǒng)中的占比，使得新能源成為電力供應(yīng)的主體。”中國電建西北院規(guī)劃發(fā)展研究院副院長程龍告訴記者。
要實現(xiàn)這一目標(biāo)，并不能僅僅依靠增加新能源裝機(jī)規(guī)模。“新能源發(fā)電出力具有隨機(jī)性、間歇性和波動性的特點(diǎn)，”程龍說，“這就需要我們通過不同形式能源的組合與綜合利用，實現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級利用，從而達(dá)到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡，這也恰恰是我們公司一直在不斷研究與努力嘗試的。”
其實，早在2016年，中國電建西北院就在小規(guī)模范圍內(nèi)，實現(xiàn)了以新能源為主的電力供應(yīng)。據(jù)了解，西藏雙湖可再生能源局域網(wǎng)項目是我國當(dāng)時建成的規(guī)模最大、海拔最高的離網(wǎng)型微電網(wǎng)項目，該項目由1.3萬千瓦的光伏電站、2.3萬千瓦時的儲能系統(tǒng)組成。建成投產(chǎn)后，成為雙湖地區(qū)電力的主要來源，解決了當(dāng)?shù)鼐用裆钣秒妴栴}，實現(xiàn)了全清潔能源供電。
中國電建西北院儲能與微電網(wǎng)研究中心田莉莎向記者表示：“微電網(wǎng)的主要特點(diǎn)就是新能源就地發(fā)電，就近消納，自成一個小型發(fā)輸配供電系統(tǒng)，所以也被打趣為‘小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，自給自足’。目前主要分布在電網(wǎng)不及的高原、海島、邊防、無人區(qū)等無電區(qū)，解決當(dāng)?shù)毓╇妴栴}。當(dāng)然也可以根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源、負(fù)荷及電網(wǎng)情況因地制宜建設(shè)并網(wǎng)型微電網(wǎng)，實現(xiàn)并離網(wǎng)無縫切換，既可以提高供電可靠性，又可以提高當(dāng)?shù)匦履茉蠢寐省?rdquo;
局部優(yōu)化，就地平衡：
推進(jìn)“兩個一體化”建設(shè)
在采訪中，記者了解到，微電網(wǎng)與“兩個一體化”項目異曲同工，均是在一定范圍內(nèi)，通過氣、電、冷（熱）一體化的集成優(yōu)化，進(jìn)行跨主體的輸配與交易，在本區(qū)域內(nèi)形成產(chǎn)能與用能的相對平衡，形成區(qū)域能源自平衡體。
在這方面，中國電建西北院的“實驗田”也格外豐富。2013年3月，龍羊峽水光互補(bǔ)項目啟動建設(shè)。該項目由龍羊峽水電站和光伏電站組成，其中水電站裝機(jī)容量128萬千伏，配套光伏發(fā)電裝機(jī)容量85萬千瓦，光伏發(fā)電以高壓線路接入水電站的備用間隔，利用水電站輸電線路接入電網(wǎng)。通過水輪機(jī)組的快速調(diào)節(jié)，將原本不穩(wěn)定的光伏電源，調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全，更加友好的平滑穩(wěn)定電源。
此前，新能源電力要想上網(wǎng)就必須依靠火電或水電調(diào)峰、調(diào)頻，而“兩個一體化”的提出開拓了一個新的路徑，即通過小循環(huán)和自平衡提升可再生能源的穩(wěn)定性。比如多能互補(bǔ)是通過儲能以及新能源電源間互補(bǔ)特性的平滑輸送可再生能源電力。源網(wǎng)荷儲一體化則是在需求側(cè)進(jìn)行分層級響應(yīng)，從省級到縣級，再到園區(qū)級?？傊瑑烧叨际菑狞c(diǎn)到面，從局部到整體，突破了從前“全國一張大網(wǎng)”的限制。
“不論是多能互補(bǔ)，還是源網(wǎng)荷儲一體化，都是為了建構(gòu)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)而提出的，目的就是要建設(shè)電網(wǎng)友好型的電源。”中國電建西北院新能源工程院資源與總圖所所長惠星說。
在現(xiàn)實中，項目可根據(jù)不同需求將風(fēng)光水火儲進(jìn)行多重組合搭配。“充分挖掘各種電源間互補(bǔ)特性，結(jié)合送受端負(fù)荷特性，合理確定送電曲線是一個技術(shù)難點(diǎn)，幾種電源的運(yùn)行控制策略很重要，何時讓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，何時光伏發(fā)電，何時啟動儲能或火電、水電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰需要統(tǒng)籌安排，只有將這些電源進(jìn)行合理調(diào)度，才能最大化利用清潔能源，真正實現(xiàn)安全和清潔高效。”田莉莎指出。
經(jīng)過龍羊峽、雙湖等項目的積累，如今金沙江上游川藏段水風(fēng)光互補(bǔ)項目、青海清潔能源基地多能互補(bǔ)集成優(yōu)化項目也先后落地。
調(diào)頻調(diào)峰，豐富多彩：
提高大電網(wǎng)消納能力
局部的優(yōu)化是為了整體的發(fā)展，新能源的大規(guī)模消納離不開大電網(wǎng)，“兩個一體化”的實現(xiàn)也需要大電網(wǎng)的支撐。
“構(gòu)建新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，適應(yīng)新能源隨機(jī)性、間歇性和波動性特點(diǎn)，合理的儲能配置是必不可少的環(huán)節(jié)。”中國電建西北院水利水電工程院電氣所所長靖鋒告訴記者，“從發(fā)達(dá)國家的建設(shè)經(jīng)驗來看，抽水蓄能是目前最為優(yōu)質(zhì)和成熟的解決方案，具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等多種功能，運(yùn)行靈活、反應(yīng)快速，能極大提高電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠性。”
在中國電建西北院承擔(dān)的西北地區(qū)新能源高質(zhì)量發(fā)展研究工作中，便包含對西北五省進(jìn)行抽水蓄能電站的選點(diǎn)與規(guī)劃，以期通過抽水蓄能電站大力建設(shè)，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)儲能資源。
新建僅僅是增加抽水蓄能裝機(jī)容量的方法之一。“從水起家”，對黃河流域水電站了如指掌的中國電建西北院另辟蹊徑，摸索出了一種新的方式。
據(jù)透露，中國電建西北院參與并推動的黃河上游梯級電站大型儲能工廠項目已經(jīng)列入國務(wù)院關(guān)于新時代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見。該項研究在原有具有較好調(diào)節(jié)能力的龍青河段梯級水電基地基礎(chǔ)上，進(jìn)一步挖掘梯級水庫蓄水作用，發(fā)揮流域蓄能作用，為區(qū)域清潔能源的高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。
“儲能工廠由儲能泵站和常規(guī)水電站組成，是一種大型的儲能設(shè)施的集成體，通常利用新能源棄電或其他剩余電能，采用大型儲能泵站從下一級水庫抽水至上一級水庫，將剩余電能以水的勢能儲存，在其他需要的時段通過水電站原有機(jī)組發(fā)電，以儲能水量梯級循環(huán)利用的模式，通過抽水和發(fā)電進(jìn)行‘蓄余補(bǔ)缺’，把光伏、風(fēng)電輸出的功率進(jìn)行‘時間’和‘空間’上的再分配，形成了新能源發(fā)電的‘調(diào)節(jié)庫’。”中國電建西北院水利水電工程院抽蓄所所長周邠鵬說，“與常規(guī)抽水蓄能相比，儲能工廠工程能源轉(zhuǎn)效率高、工期短，運(yùn)行靈活，維護(hù)方便，是全天候運(yùn)行的風(fēng)光水儲一體化工程，創(chuàng)新和推廣價值巨大。”
原標(biāo)題：先行先試，探路新型電力系統(tǒng)建設(shè)
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