浙江改變以剛性投入提高最大供電能力的傳統(tǒng)做法,嘗試喚醒負荷側資源,把尖峰時刻用電需求“挪”到低谷時段,拉平負荷曲線,提高電網(wǎng)利用效率,為新型電力系統(tǒng)構建過程中的電網(wǎng)轉型提供了全新思路。
為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標,消納海量新能源,必須推進傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉型升級。在電網(wǎng)形態(tài)越來越復雜的背景下,國網(wǎng)浙江電力建設的多元融合高彈性電網(wǎng),被認為是探索新型電力系統(tǒng)過程中電網(wǎng)轉型的一個有益嘗試,既符合浙江省實際,又具備領先特征,且可落地可復制。
轉型發(fā)展矛盾凸顯
浙江省一次能源匱乏,是能源凈輸入省份,典型的省級受端電網(wǎng),外來電占比超35%,此種能源供給模式在東部沿海地區(qū)具有代表性。數(shù)據(jù)顯示,該省碳排放中能源消費占比超80%,而電力占能源碳排放的40%以上,在加強控碳降碳、產(chǎn)業(yè)聯(lián)動情景下,電力減排貢獻比例預計超50%。電網(wǎng)作為連接能源生產(chǎn)和消費的平臺,將發(fā)揮“紐帶”“杠桿”作用,屆時,浙江電網(wǎng)將承載倍增的風光新能源、超過1/3的外來電。而高比例外來電、高比例清潔能源、高峰谷差率“三高”風險加重,無疑給浙江電網(wǎng)帶來新挑戰(zhàn)。
其中,最不容忽視的是,如何處理好清潔發(fā)展與系統(tǒng)成本的關系。為適應“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)建設和運營成本都要增加。2020年,浙江省最高電力負荷9268萬千瓦,日最大峰谷差達3314萬千瓦,統(tǒng)調尖峰負荷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,需要建設約5臺百萬千瓦的發(fā)電機組和相關配套設施給予保障,投資高達數(shù)百億元。
國網(wǎng)浙江電科院電網(wǎng)技術中心研究員許烽認為,在新能源裝機比例持續(xù)上升的背景下,電源側調節(jié)能力不斷下降,電網(wǎng)側安全紅線不斷箍緊,負荷側交互機制能力尚未成熟,儲能側可利用設施配置少、難利用、無政策,電網(wǎng)面臨著“源網(wǎng)荷儲”四側擠壓。因此,亟需推動電網(wǎng)從“源隨荷動”轉變?yōu)?ldquo;源荷互動”,從“以冗余保安全”轉變?yōu)?ldquo;降冗余促安全”,從“功率平衡”轉變?yōu)?ldquo;電力電量平衡統(tǒng)籌兼顧”,從“保安全降效率”轉變?yōu)?ldquo;安全效率雙提升”。
向源網(wǎng)荷儲全交互升級
在上述諸多矛盾亟待解決的背景下,國網(wǎng)浙江電力對電力引領碳達峰進行再研究、再深化、再論證,通過多元融合高彈性電網(wǎng)路徑貫通了“碳排放-能源-電力”的核心鏈條。
那么,什么是多元融合高彈性電網(wǎng)?其特征、建設路徑到底什么樣?國網(wǎng)浙江電力給的解釋是:多元驅動、要素融合,解決輸送“瓶頸”,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”,實現(xiàn)動態(tài)增容提高電網(wǎng)承載能力。
“能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng)是傳統(tǒng)電網(wǎng)向海量資源被喚醒、源網(wǎng)荷儲全交互、安全效率雙提升的電網(wǎng)升級。”許烽接受記者采訪時表示,其具有高承載、高互動、高自愈、高效能四項能力,能夠解決電網(wǎng)源荷缺乏互動、安全依賴冗余、平衡能力縮水、提效手段匱乏等現(xiàn)實問題。
記者了解到,目前,國網(wǎng)浙江電力已初步完成了多元融合高彈性電網(wǎng)的概念設計和框架體系構建,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)構成的高彈性電網(wǎng)發(fā)展指標體系。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、電網(wǎng)引導多能互聯(lián)、設備挖潛運行高效、安全承載耐受抗擾、源網(wǎng)荷儲彈性平衡、各側資源喚醒集聚、市場改革機制配套、科創(chuàng)引領數(shù)智賦能等八個方面,推進“多元融合”具體落地。
國網(wǎng)浙江電力發(fā)展策劃部主任邵學儉向記者表示,“前期,我們已推進杭州泛亞運、寧波泛梅山、嘉興海寧等多元融合高彈性綜合試點示范建設,其中杭州2022年亞運會全部場館已實現(xiàn)綠色供電。”
在業(yè)內(nèi)人士看來,新型電力系統(tǒng)下,高比例新能源和高比例電力電子特征將打破傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定機理。同時,新能源發(fā)電天然存在的間歇性和隨機性,將加劇電量和電力平衡難度。構建新型電力系統(tǒng)同時增強電網(wǎng)安全穩(wěn)定,需要發(fā)輸配用和源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展、多方參與、合作推進。“能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng)能夠有效提升大規(guī)模新能源消納能力,在保安全的前提下,推動電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲互動發(fā)展。因此,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)探索建設路徑。”許烽表示。
高彈電網(wǎng)助力碳達峰
記者了解到,通過技術賦能,國網(wǎng)浙江電力“喚醒”閑置的輸電運行資源,實現(xiàn)電網(wǎng)輸送限額動態(tài)調整,讓電網(wǎng)運行更具彈性。在負荷側,不斷擴大可柔性調節(jié)“資源池”:2020年,浙江省通過市場手段匯聚了577萬千瓦削峰負荷、322萬千瓦填谷負荷的“資源池”,折算成經(jīng)濟價值,相當于少建一座500萬千瓦級的大型電站。
按照國網(wǎng)浙江電力的規(guī)劃,到2023年將依托高彈性電網(wǎng)基本建成能源互聯(lián)網(wǎng)示范窗口。秒級、分鐘級可中斷負荷達到500萬千瓦,瓶頸、斷面累計釋放輸送能力達到千萬千瓦級別,全社會單位GDP能耗下降5%以上。如果以浙江全社會用電量5000億千瓦時來算,將節(jié)約用電250億千瓦時。若推廣到全國,這將是一個更為龐大的節(jié)能減排數(shù)據(jù)。
“依托高彈性電網(wǎng)建設,預計到2023年還將實現(xiàn)千萬千瓦級新增新能源安全消納。”邵學儉介紹,未來將聚焦多元融合高彈性電網(wǎng)建設,推動特高壓交流環(huán)網(wǎng)納入國家電力規(guī)劃,力爭2025年前建成,形成“強交強直”特高壓混聯(lián)電網(wǎng)、“強臂強環(huán)”500千伏堅強主網(wǎng)架。到2025年,浙江電網(wǎng)彈性指數(shù)達到國際領先,效能指數(shù)和互聯(lián)指數(shù)達到國際先進。此外,還將加快建設高彈性配電網(wǎng),高質量推進輸配電網(wǎng)、城鄉(xiāng)電網(wǎng)、源網(wǎng)荷儲協(xié)調發(fā)展,到2025年,城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)供電可靠率分別達99.986%和99.965%。
原標題:浙江打造海量消納新能源樣板