国家电网加快构建新型电力系统 让更多绿电供得上用得好

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4月19日,人民日报产经版刊发整版报道《国家电网加快构建新型电力系统——让更多绿电供得上用得好》,深入展现国家电网公司助力实现“双碳”目标,推动源网荷储各环节协调联动,加快构建新型电力系统的创新实践。

《2030年前碳达峰行动方案》提出,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,推动清洁电力资源大范围优化配置。新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。“当前,我国传统电力系统正向清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动、智能友好的新型电力系统演进。国家电网争当能源革命的推动者、先行者、引领者,坚持发挥好电网‘桥梁’和‘纽带’作用,出台一系列举措推动能源清洁低碳转型。”国家电网有限公司党组书记、董事长辛保安表示。

助力实现“双碳”目标,国家电网如何推动源网荷储各环节协调联动?记者近日走进江苏、福建、四川等地进行了采访。

从成都向东驱车约两小时,记者来到四川资阳市乐至县。占地面积相当于30多个足球场的成都东1000千伏变电站建设正忙。这里,正是世界海拔最高的特高压交流工程——川渝特高压交流工程的重要组成部分。

“川西地区电量富余,川东中部地区供应紧张,我们既要打‘保供战’又要打‘消纳战’。”国网四川省电力公司董事长衣立东介绍,川西地区水能、风能、太阳能等清洁能源资源丰富,现有外送通道已满载运行,亟须新增通道。川渝特高压交流工程建成后,可进一步提高省内“西电东送”能力,既满足川西地区清洁能源高效送出需求,也提高成渝地区双城经济圈的供电保障能力。

往东千余公里,跨越长江、“北电南送”的扬州—镇江±200千伏直流输电工程同样施工火热,这是国内首个交流改直流工程。目前,江苏99%的风电和67%的光伏发电分布在苏北地区,富余电力需通过跨江通道送至苏南地区消纳。

“受生态保护、成本等因素限制,长江江苏段很难再新建其他跨江输电通道。扬镇直流工程相当于把‘小石桥’改造成‘大跨桥’,投运后将增加120万千瓦输送容量,约占镇江最大用电负荷的25%。”国网镇江供电公司副总经理马生坤说。

新型电力系统中,水、风、光等非化石能源发电将逐步成为装机主体和电量主体。然而,从全国看,这些清洁能源的资源和需求一直存在逆向分布问题,水能资源主要集中在西南地区,风光资源大部分集中在“三北”地区,而用电负荷主要位于东中部和南方地区。

与煤炭方便远距离运输不同,水、风、光等资源只能就近转化为电能,再通过电网送到负荷中心。这样一来,推动跨省跨区输电通道“联网”、省内主网架“补网”,提升电力资源配置能力就显得尤为重要。

截至2022年底,国家电网累计建成33项特高压工程。“十四五”期间,国家电网将持续完善特高压和各级电网网架,服务好沙漠、戈壁、荒漠大型风电光伏基地建设,支撑和促进大型电源基地集约化开发、远距离外送,力争2025年公司经营区跨省跨区输送电量中,清洁能源电量占比达到50%以上。

风光等新能源“靠天吃饭”,具有间歇性、随机性、波动性等特点,随着其大规模高比例接入,除了保障“送得出去”,还要着力解决弃风弃光问题、推动“消纳得了”。这就需要它们与煤电、气电等常规电源“打好配合”。比如,风电光伏出力高峰时,常规电源就需压低发电出力、为其让路,而这也意味着常规电源发电收入的减少。

那么,如何通过市场化方式激发常规电源调峰的积极性,合理补偿调峰电厂的成本?调峰辅助服务补偿机制提供了解决方案。

“今天风光发电出力较大,需要1、2号机组执行深度调峰。”这天一早,国家电投协鑫滨海发电公司当班值长李钊接到国网江苏省电力调控中心发布的调峰需求。两小时后,1、2号机组的出力负荷从50万千瓦平稳降至30万千瓦。“之前,我们通过江苏调峰辅助服务系统提前申报了两台机组的调峰能力。今天响应了40万千瓦的调峰需求,预计能获得100多万元补偿。”目前江苏已有109台燃煤发电机组完成了深度调峰能力改造,装机容量占全省30万千瓦以上统调燃煤发电装机容量的93.1%。

国家能源局数据显示,2022年,通过辅助服务市场化机制,全国共挖掘全系统调节能力超过9000万千瓦,年均促进清洁能源增发电量超过1000亿千瓦时;煤电企业由辅助服务获得的补偿收益约320亿元,灵活性改造的积极性有效提升。

“双碳”背景下,可再生能源将大量替代化石能源,电动汽车、分布式能源、储能等交互式用能设备广泛应用,对电力系统安全、高效、优化运行提出更大挑战。作为连接电力生产和消费的关键平台,电网企业亟须强化前沿技术布局,保障安全稳定运行。为此,国家电网做了不少探索。

按下启动键,一架黑色无人机缓缓升至120米高空,按照预定轨迹巡检电塔。“以前运维人员拿着望远镜抬头看,难以精准发现问题,效率也不高,一座塔需要两名运维人员巡检半小时。现在有了无人机,巡检只需10分钟。”国网徐州供电公司输电运检人员王一丁介绍。

2022年,江苏电网无人机自动巡检作业量超过52万架次,提前发现、消除输电铁塔缺陷及通道隐患4.2万处,缺陷发现效率大大提升,由此可节约运维成本约2亿元。

电网运维效率提升、成本下降,离不开全息数字电网对上亿千瓦负荷的大电网进行数字化呈现。

江苏方天电力技术公司大屏上,无人机巡检坐标点、危险类别、实测水平距离等详细信息一目了然。“全息数字电网覆盖了10万多公里架空输电线万多座输电杆塔以及输电通道地形地貌数据。这相当于用数字孪生的方式,给电网运维装上了精度达厘米级的‘千里眼’,能够实现输电通道环境状态智能评估报警、无人机自主巡检航迹规划等功能,提升输电线路智慧运检水平。”公司总经理张天培表示。

把电网主网比作“主动脉”,连接千家万户的配电网则相当于“毛细血管”,直接关系“最后一公里”用电问题。相比主网,配网设备多而分散,出现重过载、低电压等故障后,若不及时发现处理,很容易影响可靠供电。

在四川资阳,配网负荷精准“画像”系统起了大作用。今年春节前夕,当地用电负荷大幅攀升。“配电线日傍晚,国网资阳供电公司的调度员蒋祥玲在电脑前收到异常提醒后,借助“画像”系统推荐的负荷转供方案,在1分钟内下达线路转供指令,负载率迅速下降至65%,而过去靠人工计算研判平均需15分钟以上。

“‘画像’系统基于现有调度、运检、营销等数据,通过配网状态估算等技术,可准确感知配网线路和设备的运行状态,精准定位问题、提供解决方案。”国网资阳供电公司总经理栗璐介绍。

搭乘轮渡登上福建湄洲岛,宫下码头的“彩色光伏”风雨廊映入眼帘。漫步岛上,充电桩、移动储能车等设施星罗棋布,周边还布局着许多海上风电机组,送出源源不断的清洁能源。

去年7月,首个多端互联低压柔性微电网在此投运。“我们选取岛上轮渡码头、宫下村、朝圣停车场等5个片区,形成环网,让不同片区间实现多能互补、时空互济。”国网湄洲岛供电公司王经理说。

不仅如。


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