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海量新能源怎么消纳?浙江这样办


浙江改变以刚性投入提高最大供电能力的传统做法,尝试唤醒负荷侧资源,把尖峰时刻用电需求“挪”到低谷时段,拉平负荷曲线,提高电网利用效率,为新型电力系统构建过程中的电网转型提供了全新思路。


为实现“碳达峰、碳中和”目标,消纳海量新能源,必须推进传统电力系统向新型电力系统转型升级。在电网形态越来越复杂的背景下,国网浙江电力建设的多元融合高弹性电网,被认为是探索新型电力系统过程中电网转型的一个有益尝试,既符合浙江省实际,又具备领先特征,且可落地可复制。


转型发展矛盾凸显


浙江省一次能源匮乏,是能源净输入省份,典型的省级受端电网,外来电占比超35%,此种能源供给模式在东部沿海地区具有代表性。数据显示,该省碳排放中能源消费占比超80%,而电力占能源碳排放的40%以上,在加强控碳降碳、产业联动情景下,电力减排贡献比例预计超50%。电网作为连接能源生产和消费的平台,将发挥“纽带”“杠杆”作用,届时,浙江电网将承载倍增的风光新能源、超过1/3的外来电。而高比例外来电、高比例清洁能源、高峰谷差率“三高”风险加重,无疑给浙江电网带来新挑战。


其中,最不容忽视的是,如何处理好清洁发展与系统成本的关系。为适应“三高”、冬夏“双峰”形势下新能源并网和消纳,电力系统源网荷储各环节建设和运营成本都要增加。2020年,浙江省最高电力负荷9268万千瓦,日最大峰谷差达3314万千瓦,统调尖峰负荷95%以上累计时间为27小时,为了一年中的这27小时尖峰用电,需要建设约5台百万千瓦的发电机组和相关配套设施给予保障,投资高达数百亿元。


国网浙江电科院电网技术中心研究员许烽认为,在新能源装机比例持续上升的背景下,电源侧调节能力不断下降,电网侧安全红线不断箍紧,负荷侧交互机制能力尚未成熟,储能侧可利用设施配置少、难利用、无政策,电网面临着“源网荷储”四侧挤压。因此,亟需推动电网从“源随荷动”转变为“源荷互动”,从“以冗余保安全”转变为“降冗余促安全”,从“功率平衡”转变为“电力电量平衡统筹兼顾”,从“保安全降效率”转变为“安全效率双提升”。


向源网荷储全交互升级


在上述诸多矛盾亟待解决的背景下,国网浙江电力对电力引领碳达峰进行再研究、再深化、再论证,通过多元融合高弹性电网路径贯通了“碳排放-能源-电力”的核心链条。


那么,什么是多元融合高弹性电网?其特征、建设路径到底什么样?国网浙江电力给的解释是:多元驱动、要素融合,解决输送“瓶颈”,唤醒“沉睡”资源。高弹性电网可以让每个“用能者”都成为“供能者”,实现动态增容提高电网承载能力。


“能源互联网形态下多元融合高弹性电网是传统电网向海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的电网升级。”许烽接受记者采访时表示,其具有高承载、高互动、高自愈、高效能四项能力,能够解决电网源荷缺乏互动、安全依赖冗余、平衡能力缩水、提效手段匮乏等现实问题。


记者了解到,目前,国网浙江电力已初步完成了多元融合高弹性电网的概念设计和框架体系构建,制定了弹性指数、效能指数、互联指数三大维度指数构成的高弹性电网发展指标体系。如今形成了“四梁八柱”支撑体系,即围绕“源网荷储”四个电力系统核心环节,通过灵活规划网架坚强、电网引导多能互联、设备挖潜运行高效、安全承载耐受抗扰、源网荷储弹性平衡、各侧资源唤醒集聚、市场改革机制配套、科创引领数智赋能等八个方面,推进“多元融合”具体落地。


国网浙江电力发展策划部主任邵学俭向记者表示,“前期,我们已推进杭州泛亚运、宁波泛梅山、嘉兴海宁等多元融合高弹性综合试点示范建设,其中杭州2022年亚运会全部场馆已实现绿色供电。”


在业内人士看来,新型电力系统下,高比例新能源和高比例电力电子特征将打破传统电力系统的稳定机理。同时,新能源发电天然存在的间歇性和随机性,将加剧电量和电力平衡难度。构建新型电力系统同时增强电网安全稳定,需要发输配用和源网荷储协同发展、多方参与、合作推进。“能源互联网形态下多元融合高弹性电网能够有效提升大规模新能源消纳能力,在保安全的前提下,推动电力系统源网荷储互动发展。因此,多元融合高弹性电网给出了新型电力系统战略要求下的省域电网探索建设路径。”许烽表示。


高弹电网助力碳达峰


记者了解到,通过技术赋能,国网浙江电力“唤醒”闲置的输电运行资源,实现电网输送限额动态调整,让电网运行更具弹性。在负荷侧,不断扩大可柔性调节“资源池”:2020年,浙江省通过市场手段汇聚了577万千瓦削峰负荷、322万千瓦填谷负荷的“资源池”,折算成经济价值,相当于少建一座500万千瓦级的大型电站。


按照国网浙江电力的规划,到2023年将依托高弹性电网基本建成能源互联网示范窗口。秒级、分钟级可中断负荷达到500万千瓦,瓶颈、断面累计释放输送能力达到千万千瓦级别,全社会单位GDP能耗下降5%以上。如果以浙江全社会用电量5000亿千瓦时来算,将节约用电250亿千瓦时。若推广到全国,这将是一个更为庞大的节能减排数据。


“依托高弹性电网建设,预计到2023年还将实现千万千瓦级新增新能源安全消纳。”邵学俭介绍,未来将聚焦多元融合高弹性电网建设,推动特高压交流环网纳入国家电力规划,力争2025年前建成,形成“强交强直”特高压混联电网、“强臂强环”500千伏坚强主网架。到2025年,浙江电网弹性指数达到国际领先,效能指数和互联指数达到国际先进。此外,还将加快建设高弹性配电网,高质量推进输配电网、城乡电网、源网荷储协调发展,到2025年,城网、农网供电可靠率分别达99.986%和99.965%。


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