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新型电力系统之念:千斤重担众人挑

作者:记者 胡婧 来源:国家电网杂志 发布时间:2022-10-09 浏览:

中国储能网讯:在国家电网有限公司2022年年中工作会议上,迎峰度夏电力保供是最受瞩目的焦点。保障电力可靠供应是国家电网公司必须坚决扛起的首要责任,但历史罕见高温和疫情后复工复产的需求叠加,新能源装机增速迅猛和大规模储能技术仍在探索的现实交织,都对今年迎峰度夏电力保供提出新的更大挑战。

电源侧和负荷侧都发生着不同于以往的变化。新型电力系统中的大电网如何应对?国家电网公司董事长辛保安在年中工作会议上提出“坚持系统观念”“坚持先立后破”,阐释了能源绿色低碳转型背景下解答电力保供之问的国网思路。

形势之变:“风光”不与四时同

“风光”新能源装机的大幅增加,成为电网“送端”最突出的特点。

2月份,国家发展和改革委员会、国家能源局印发《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》,提出推动构建以清洁低碳能源为主体的能源供应体系。以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点,加快推进大型风电、光伏发电基地建设,对区域内现有煤电机组进行升级改造,探索建立送受两端协同为新能源电力输送提供调节的机制,支持新能源电力能建尽建、能并尽并、能发尽发。

7月22日,中国电力企业联合会发布2022年上半年全国电力供需形势分析预测报告指出,在新能源快速发展带动下,2022年新增装机规模将创历史新高,预计年底非化石能源发电装机占总发电装机容量比重上升至50%,将首次达到总发电装机规模的一半。

国家电网公司年中工作会议透露,上半年,国家电网公司经营区新增新能源并网容量3837万千瓦,同比增长72%。其中,新增风电装机1220万千瓦,同比增长21%;新增太阳能发电装机2617万千瓦,同比增长114.1%。新能源在新增装机中的占比超过三分之二。

清华大学教授夏清指出:“新能源的突出特点之一是有效容量不足。在大规模长期储能技术尚不成熟的情况下,新能源装机真正能贡献的可靠容量很有限。”中国工程院院士郭剑波认为,“新型电力系统建设本质上是在一个不稳定、不确定的能源体系上提供能源保障”。

由于夏季“极热无风”“晚峰无光”的特点,新能源对夏季晚高峰负荷的支撑能力较弱。2021年,通过对我国8个电力现货市场试点地区进行测算,风电有效容量仅为10%左右。

另一个不同往常的“风光”,是今年罕见的高温天气。这成为电网“受端”面临的严峻考验。

国家气候中心监测显示,自6月13日以来,我国出现持续的区域性高温天气过程,覆盖国土面积达502.1万平方公里,影响人口超过9亿人,被称为“可能是史上最热的一个夏天”。

“高温来得早、时间长、范围广,高峰负荷提前。多地遭遇极端强对流天气、强降水过程,城市内涝可能多地同时发生。地质灾害会增大在建、在运重要输电通道的安全风险。盛夏发生台风北上登陆的可能性大,让以往较少遭遇台风的地区面临更大的安全风险。”国网能源研究院总工程师李健认为,今年迎峰度夏期间极端天气发生的概率大、变化快、影响广,确保大电网安全的责任很重。

还有一重“风光”则让人喜中有忧。据中国电力企业联合会消息,随着疫情明显缓解,稳经济政策效果逐步落地显现,企业复工复产加快,主要经济指标明显改善,用电量继4月、5月连续两月负增长后,6月全社会用电量同比增长4.7%,比5月增速提高6个百分点。

以浙江省为例,全省11大行业在7月全部实现正增长,7月1日至19日,全省全社会用电量同比增长7.34%。经济企稳回升和高温带来空调负荷释放的双重因素,对电力保供提出了更高要求。

系统之念:千斤重担众人挑

发挥好电网资源配置的枢纽和平台作用,不仅是应对迎峰度夏电力保供新形势的重要举措,更是将系统观念贯穿“双碳”工作全过程的积极探索。

中国社会科学院生态文明研究所研究员庄贵阳认为,实现碳达峰碳中和,是涉及价值观念、产业结构、能源体系、消费模式等诸多层面的系统性变革,必须增强全国“一盘棋”意识,确保形成合力。国家电力调度控制中心在国家电网公司年中工作会议上表示,要持续强化政企协同和一次二次能源综合管控,从发、供、用各环节协同发力,切实保障电网安全运行和电力有序供应。

在供应侧,严肃调度纪律确保各类电源应发尽发。煤电机组除了必要的计划检修、事故抢修外,剩余全部开机;燃气机组安排顶峰运行,发电能力达到历史新高;核电机组24小时持续稳发满发;水电机组按照现有来水能力,最大出力顶峰运行;抽蓄机组实施“满抽满发”,全力提升高峰保供能力;新能源提高预测水平,科学纳入平衡,最大限度发挥支撑作用。

在资源配置方面,加大跨区跨省支援力度。立足全网平衡加强统一调度,实现大范围余缺互济,跨区通道输送电力最高达1.08亿千瓦,达历史最高水平。安排东北和华北外送直流按满功率运行,西北送出最高达4684万千瓦。通过现货市场、应急调度等手段,组织跨区互济支援电力最大1600万千瓦。国家电网公司在运的13回特高压直流(不含陕武直流)累计输送电量1931亿千瓦时,同比增长13.3%,平均利用小时同比增加41小时。

在政企协同方面,形成联动保供电合力。积极参与政府煤电油气运协调机制和能源保供多方会商,及时向政府报备各类保供风险,及时汇报燃料供应形势、机组非停受阻情况、电力平衡预测预警、有序用电需求等保供信息,加强与发电企业、广大客户沟通协调,协助政府解决相关问题。

系统观念正在越来越深刻地运用到各地迎峰度夏电力保供的最前沿。

国网华东分部针对今夏华东电力供需形势,滚动开展全周期电能平衡分析预警,统筹省间电力互济,推动政企厂网协同联动,强化电网运行实时管控,全力保障区域电力可靠供应。在能源资源集中的西北,国网西北分部压实发电企业、省级电力公司、岗位专业“三方责任”,健全网省协同、网源协调、专业协作“三项机制”,强化电源侧、电网侧、负荷侧“三侧管理”。在并网风电、光伏发电装机容量居全国省级电网首位的冀北,国网冀北电力积极促请政府部门优化新能源发展规模、布局和时序,强化源网荷储统筹衔接,主动配合火电企业开展机组灵活性改造,挖掘需求侧调度潜力。

“电力保供需要坚持系统观念,源网荷储协同发力。”李健认为,在系统观念下,电源侧要坚持增产扩能,发挥好煤电兜底保障作用以及各类电源和储能的灵活调节支撑作用,持续增强供应能力;电网侧要坚持民生优先,科学安排电网运行方式,加强发电机组并网管理,补强“卡脖子”环节,牢牢守住民生用电底线;需求侧要坚持底线思维,打好“需求响应优先、有序用电保底、节约用电助力”组合拳,打好能效提升主动仗。

协同之辩:“有为”“有效”齐发力

在系统观念的指引下,源网荷储协同发力应对不断攀升的负荷,是迎峰度夏电力保供的关键所在。

如何实现协同发力?夏清认为,需要推动有为政府和有效市场更好结合,“政府层面,要加快制定推动新型电力系统建设的配套机制和政策;市场层面,关键是在价格引导下让需求弹性与供给弹性发挥作用,促进资源配置实现最优,进而实现全行业的高质量发展”。

李健对此亦有共识:“有为政府方面,发挥统筹协调作用,推动源网荷储同步规划、同步建设、同步投运;明确各主体保供责任,建立源网荷储协同保供机制,推动各方同向发力。有效市场方面,建立源网荷储灵活高效互动的电力运行与市场体系,建立源网荷储一体化协调运营和利益共享机制,进一步深化电力辅助服务市场、中长期交易等市场化机制建设,发挥协同互补效益。”

有为政府的统筹力全面体现—截至7月中旬,20余个省(区、市)政府召开专题会议研究部署能源电力保供工作。6月,陕西省省长赵一德召开专题会议推进全省电力建设,形成“政府挂帅、企业实施”的电网建设新模式。江苏省发改委称,将充分发挥能源保供协调小组机制作用,精准做好负荷预测和电力平衡分析,及时优化调整电网运行方式;加强机组运行管理,稳定电煤、燃气供应,确保煤电、燃气机组应开尽开、稳发满发;全力争取区外电力资源入苏;精准平稳实施需求响应,保障电力供需平衡。西部地区唯一能源净输入地重庆,形成市长月度调度会、副市长双周调度会、市级部门周调度会机制,出台商业夏季分时电价等政策文件。国网辽宁电力全面配合政府主管部门完善有序用电方案,着力构建供需两端“安全可靠、互动有序、响应及时、保障有力”的负荷管理新机制。

有效市场的引导力持续增强—7月22日,上海电力现货市场模拟试运行启动仪式举行,标志着国家电网经营区第二批现货试点单位全部进入模拟试运行。浙江省实行政企联动市场化,出台需求响应补贴政策,以激发需求响应资源,其中23个区县还出台地方性补贴,通过价格引导企业主体灵活调节、多向互动,实现负荷资源向精细化、柔性化、市场化转变。杭州南都动力科技有限公司经理汪有成对记者说:“我们厂区内装有1兆瓦时的储能设备,在参与响应前充满电,响应时段顶峰放电,能减小电网侧负荷1000千瓦,不仅没有影响生产,还可以得到大约12万元的响应补贴。”

作为优化能源资源配置的枢纽和平台,电网在衔接“有为政府”和“有效市场”中发挥着无可替代的作用。李健强调:“电力系统‘双高’‘双峰’特性不断凸显,对电网调节能力提出更高要求,需要通过大云物移智链等数字化技术,有效解决能源转型过程中的电力系统运行控制问题。”国家电网公司启动新型电力系统科技攻关十大重点科技项目。其中,“煤电与新能源发电协调优化调度”申报国家重点研发项目。7月5日,首批适应西北电网个性化业务需求的调控云示范应用投入使用。

聚焦电力供应平衡、电力市场建设、清洁能源消纳等关键问题,国家电力调度控制中心着力建立新能源网源协调工作体系,完善以市场为基础、全网统筹的电力生产组织体系,提高电力供应保障和系统灵活调节能力,支撑市场安全高效运行;加强新能源消纳测算评估,优化装机时序和布局,提高风光水火联合控制技术;全面建设新一代调度技术支持系统,加强全网统一调度,在电源清洁化水平快速提升的基础上,继续保持较高水平的新能源利用率;构建技术标准,发挥平台和市场优势,推动源网荷储相关产业发展……

中央党校研究员陈曙光认为,系统观点和系统分析方法,要求各方相互配合、均衡协调发展,充分发挥各要素的协同作用。在能源绿色低碳转型的大势下,如何塑造多元主体合力参与电力系统调节的良好产业生态,考验着各方的智慧和能力。

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