百年奮斗，百年夢(mèng)圓。伴隨黨的百年非凡歷程，我國(guó)電力工業(yè)實(shí)現(xiàn)了從小到大、從弱到強(qiáng)、從跟跑到并跑和領(lǐng)跑的跨越發(fā)展。如今，我國(guó)正式開(kāi)啟了向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)奮勇前進(jìn)的新征程。7月14日至15日，國(guó)家電網(wǎng)有限公司召開(kāi)深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記“七一”重要講話精神加快推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)研討會(huì)，深入闡述了以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重大意義和原則要求，系統(tǒng)回答了“為什么”“是什么”“怎么干”等重大問(wèn)題。
電源新構(gòu)成
追風(fēng)逐日 新能源呼喚新系統(tǒng)
2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和是我國(guó)向世界的一個(gè)莊嚴(yán)承諾，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。
實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力是主力軍。能源行業(yè)碳排放占全國(guó)總量的80%以上，電力行業(yè)碳排放在能源行業(yè)中的占比超過(guò)40%。為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，我國(guó)已明確將構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
于無(wú)路處踏新路，于荊棘中辟坦途。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜艱巨的工程，面臨諸多挑戰(zhàn)。國(guó)家電網(wǎng)作為全球最大的公用事業(yè)企業(yè)和國(guó)有能源骨干企業(yè)，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過(guò)程中責(zé)任重大、使命光榮、任務(wù)艱巨。為加快推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，國(guó)家電網(wǎng)有限公司黨組專門作出部署，廣泛征求意見(jiàn)，集中各方智慧，進(jìn)行深入研究，準(zhǔn)確把握新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征，推動(dòng)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)跨越升級(jí)。
從供給側(cè)方面看，未來(lái)，新能源將逐步成為裝機(jī)和電量主體。近年來(lái)，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，截至2020年年底，我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)約5.3億千瓦，占總裝機(jī)容量的24%。
甘肅省酒泉市風(fēng)能太陽(yáng)能資源豐富，是我國(guó)重要的能源基地。瓜州、玉門素有“世界風(fēng)庫(kù)”“世界風(fēng)口”之稱。一座座拔地而起的白色風(fēng)機(jī)、一排排亮閃閃的藍(lán)色光伏板喚醒了河西走廊，給戈壁荒灘增添了勃勃生機(jī)。
伴隨一片片風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，瓜州這個(gè)“世界風(fēng)庫(kù)”變身綠色能源寶庫(kù)。近日，酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地建成儀式在酒泉市瓜州縣安北第一風(fēng)電場(chǎng)舉行。該基地于2008年4月獲國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)獲批的千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地。截至目前，酒泉市建成并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量1045萬(wàn)千瓦，占全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)的3.7%，占甘肅省風(fēng)電裝機(jī)的71.9%。新能源累計(jì)發(fā)電量達(dá)1100億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3300萬(wàn)噸、減排二氧化碳1億噸、減排二氧化硫34萬(wàn)噸、減排氮氧化物17萬(wàn)噸。
國(guó)家電網(wǎng)全力保障新能源“能并盡并”。2020年，國(guó)家電網(wǎng)750千伏及以下新能源并網(wǎng)和輸送工程總投資119億元，滿足了1161個(gè)集中式和42萬(wàn)個(gè)分布式新能源發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)需求。此外，依托網(wǎng)上國(guó)網(wǎng)、“新能源云”平臺(tái)，國(guó)家電網(wǎng)為用戶提供新能源并網(wǎng)、補(bǔ)貼申報(bào)、交易結(jié)算等一站式服務(wù)。截至目前，“新能源云”平臺(tái)已累計(jì)接入新能源場(chǎng)站超過(guò)200萬(wàn)座，服務(wù)上下游企業(yè)超過(guò)1萬(wàn)家。
隨著能源轉(zhuǎn)型步伐持續(xù)加快，預(yù)計(jì)2030年風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)達(dá)到12億千瓦以上，規(guī)模超過(guò)煤電，成為第一大電源；到2060年前，新能源發(fā)電量占比有望超過(guò)50%，成為電量主體。近期，各省“十四五”能源規(guī)劃也陸續(xù)出臺(tái)，16個(gè)省份明確了新能源裝機(jī)發(fā)展的目標(biāo)。
快速發(fā)展的新能源呼喚全新的電力系統(tǒng)。與常規(guī)電源相比，新能源發(fā)電單機(jī)容量小、數(shù)量多、布點(diǎn)分散，而且具有顯著的間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性特征。隨著新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)、高比例并網(wǎng)，并逐步成為電力供應(yīng)的主體，系統(tǒng)電力電量平衡、安全穩(wěn)定控制等將面臨前所未有的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)難以有效適應(yīng)，構(gòu)建功能更加強(qiáng)大、運(yùn)行更加靈活、更加具有韌性的新型電力系統(tǒng)成為迫切需要。
電網(wǎng)新形態(tài) 便捷接入 智慧電網(wǎng)更靈活
電能從發(fā)電廠一經(jīng)誕生，便通過(guò)遍布全國(guó)的電網(wǎng)線路抵達(dá)千家萬(wàn)戶。電網(wǎng)作為一個(gè)樞紐平臺(tái)，一頭連著供給側(cè)，一頭牽著用戶側(cè)，讓清潔的電能發(fā)揮著最大的光與熱。
7月的青海綠草如茵，牛羊成群，是旅游出行的好去處。如今，三江源頭，藍(lán)天白云下，一條條銀線翻山越嶺，將青海的清潔電能源源不斷地送往中原大地。
青海地處青藏高原東北部，水電資源豐富，太陽(yáng)能資源得天獨(dú)厚，風(fēng)能資源居全國(guó)前列，可用于光伏、風(fēng)電建設(shè)的荒漠化土地資源豐富，是中國(guó)重要的能源接續(xù)基地。近年來(lái)，青海新能源產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從小到大，逐漸形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)。
國(guó)家電網(wǎng)推進(jìn)特高壓骨干網(wǎng)架建設(shè)，為綠電遠(yuǎn)距離輸送奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2020年12月30日，青?！幽稀?00千伏特高壓直流工程全面建成投運(yùn)。該工程起于青海省海南藏族自治州，止于河南省駐馬店市，在滿功率運(yùn)行狀態(tài)下，每年可向華中地區(qū)輸送清潔電能400億千瓦時(shí)，河南全社會(huì)用電量的1/8將變?yōu)榫G電，相當(dāng)于替代原煤1800萬(wàn)噸，減排二氧化碳2960萬(wàn)噸。
一線千里牽，中原電力足。在河南省駐馬店市上蔡縣，河南華榮食品有限公司負(fù)責(zé)人岳春長(zhǎng)以前每到夏季用電高峰期，就有點(diǎn)擔(dān)驚受怕。為了保障居民用電，他的工廠在冬夏用電高峰期時(shí)總會(huì)被限電一兩天?！巴９ひ惶炀鸵獡p失30萬(wàn)元?！痹来洪L(zhǎng)感到很肉疼。青?！幽稀?00千伏特高壓直流工程投運(yùn)之后，他的煩惱沒(méi)有了，看著高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，岳春長(zhǎng)心里格外美。
一條條特高壓輸電通道載著清潔電能，從我國(guó)西部、北部地區(qū)飛馳而出，直抵東中部負(fù)荷中心。
新能源的大規(guī)模發(fā)展需要加快跨省跨區(qū)電網(wǎng)建設(shè)。國(guó)家電網(wǎng)認(rèn)真貫徹中央“碳達(dá)峰、碳中和”部署，優(yōu)質(zhì)高效推進(jìn)電網(wǎng)重點(diǎn)項(xiàng)目，大力補(bǔ)短板、強(qiáng)弱項(xiàng)，統(tǒng)籌推進(jìn)各級(jí)電網(wǎng)建設(shè)。今年上半年，雅中—江西±800千伏特高壓直流工程建成投運(yùn)，鯉魚江電廠改接、湖南永州電廠送出工程提前建成，有效緩解了華中地區(qū)供電緊張矛盾。陜北—湖北特高壓直流工程全線貫通，閩粵聯(lián)網(wǎng)、白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流等工程開(kāi)工建設(shè)。城鄉(xiāng)配電網(wǎng)得到加強(qiáng)。國(guó)家電網(wǎng)積極助力新型城鎮(zhèn)化建設(shè)和鄉(xiāng)村振興，完成老舊小區(qū)及城中村配電網(wǎng)改造、農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程5.7萬(wàn)余項(xiàng)，完成鄉(xiāng)村電氣化提升項(xiàng)目1237項(xiàng)，受益群眾超過(guò)200萬(wàn)人。
建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，電網(wǎng)責(zé)任重大。一直以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)加快科技攻關(guān)，創(chuàng)新電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)，積極促進(jìn)新能源消納。為服務(wù)青海打造國(guó)家清潔能源產(chǎn)業(yè)高地，自2017年以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)在青海持續(xù)開(kāi)展全清潔能源供電實(shí)踐，圓滿完成“綠電”7日、9日、15日，“綠電三江源百日”活動(dòng)，今年推出“綠電7月在青海”活動(dòng)，推進(jìn)開(kāi)展“電力看雙碳”研究成果發(fā)布、“基于區(qū)塊鏈的共享儲(chǔ)能”簽約、風(fēng)光水儲(chǔ)一體化項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施等系列活動(dòng)，為建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供示范。
接下來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)將基于不同地區(qū)資源稟賦條件，推進(jìn)創(chuàng)新成果試點(diǎn)示范，在浙江、福建、青海和河北張家口、新疆南疆、西藏藏中分別打造新型電力系統(tǒng)省級(jí)、地區(qū)級(jí)示范區(qū)，為公司系統(tǒng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)先行先試，探索經(jīng)驗(yàn)。
近年來(lái)，電力電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)在能源電力系統(tǒng)日益廣泛應(yīng)用，低碳能源技術(shù)、先進(jìn)輸電技術(shù)和先進(jìn)信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)深度融合，不斷提升電網(wǎng)全息感知能力和靈活控制能力，實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)全要素可觀、可測(cè)、可控，加快電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)。
現(xiàn)在，數(shù)字技術(shù)與電網(wǎng)融合已經(jīng)創(chuàng)造了效益。在浙江杭州蕭山區(qū)供電公司的幫助下，杭州市蕭山區(qū)的欣美電氣公司建設(shè)了光、儲(chǔ)、充一體化系統(tǒng)與微電網(wǎng)控制平臺(tái)，利用人工智能進(jìn)行生產(chǎn)分析，結(jié)合天氣和電價(jià)等影響因子，實(shí)現(xiàn)了廠區(qū)溫控系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與春秋季零碳排放運(yùn)行，去年累計(jì)節(jié)約用電182萬(wàn)千瓦時(shí)，減碳829.5噸。
未來(lái)，電網(wǎng)將呈現(xiàn)以大電網(wǎng)為主導(dǎo)、多種電網(wǎng)形態(tài)相融并存的格局。電網(wǎng)的樞紐平臺(tái)作用進(jìn)一步凸顯，有效支撐各種新能源開(kāi)發(fā)利用和高比例并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各類能源設(shè)施便捷接入、“即插即用”。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)正在向高度數(shù)字化、清潔化、智慧化的方向演進(jìn)。
用戶新特征 產(chǎn)消一體 聚沙成塔助減碳
“真沒(méi)想到，這些藍(lán)色的‘板子’曬曬太陽(yáng)就能發(fā)電，還能讓我們賺錢?！?月13日，在浙江省云和縣赤石鄉(xiāng)歇坑村，當(dāng)?shù)丶佐~養(yǎng)殖大戶張世良望著一塊塊整齊排列的光伏板開(kāi)心地說(shuō)。
6月20日，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，各地方政府紛紛響應(yīng)，已有20多個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）發(fā)布相關(guān)文件。
新型電力系統(tǒng)的加快推進(jìn)讓用戶側(cè)發(fā)生了翻天覆地的變化，用戶不僅可以用電，還可以發(fā)電，發(fā)用電一體的“產(chǎn)消者”大量涌現(xiàn)。隨著分布式電源、多元負(fù)荷和儲(chǔ)能快速發(fā)展，很多用戶側(cè)主體兼具發(fā)電和用電雙重屬性，既是電能消費(fèi)者也是電能生產(chǎn)者，終端負(fù)荷特性由傳統(tǒng)的剛性、純消費(fèi)型，向柔性、生產(chǎn)與消費(fèi)兼具型轉(zhuǎn)變，網(wǎng)荷互動(dòng)能力和需求側(cè)響應(yīng)能力將不斷提升。
在新型電力系統(tǒng)中，用戶與電網(wǎng)的互動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，可以及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)需求，提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力。以往每到夏季用電高峰期，為緩解供電緊張局面，電網(wǎng)會(huì)開(kāi)展需求側(cè)響應(yīng)活動(dòng)，用戶在指定時(shí)間段響應(yīng)電網(wǎng)需求，改變用電習(xí)慣，幫助電網(wǎng)削峰填谷，可獲得補(bǔ)貼。今年以來(lái)，需求側(cè)響應(yīng)更為常態(tài)化，用戶側(cè)發(fā)揮出更大作用。
3月中旬，山西首次組織輔助服務(wù)聚合商參與電力調(diào)峰市場(chǎng)，聚合用戶最大響應(yīng)負(fù)荷12兆瓦，響應(yīng)電量約36兆瓦時(shí)。
需求側(cè)響應(yīng)的升級(jí)版便是虛擬電廠。虛擬電廠不是真正的電廠，而是電網(wǎng)運(yùn)用人工智能、能源互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，把電網(wǎng)中許多分散的電力負(fù)荷整合起來(lái)，聚沙成塔，變成具有一定規(guī)模的、可控制的負(fù)荷資源，通過(guò)這座“看不見(jiàn)的電廠”，既能削峰填谷調(diào)配電力資源，又能助力節(jié)能減碳。
虛擬電廠不僅可以削峰，還可以填谷，引導(dǎo)用戶消納夜間用電低谷時(shí)段的清潔風(fēng)電、水電。5月5日凌晨1時(shí)，位于上海市浦東新區(qū)成山路的公交充電站內(nèi)150臺(tái)智能充電樁同時(shí)開(kāi)啟充電模式，臨港多家大型制造企業(yè)的生產(chǎn)線不約而同開(kāi)足運(yùn)行馬力，遍布全市的近萬(wàn)個(gè)5G通信基站內(nèi)蓄電池機(jī)組啟動(dòng)儲(chǔ)能……3小時(shí)后，上海市電力需求響應(yīng)中心的數(shù)據(jù)顯示，整個(gè)電網(wǎng)的用電負(fù)荷上升41.2萬(wàn)千瓦，約占夜間電網(wǎng)低谷負(fù)荷總量的3.3%。
近年來(lái)，終端電氣化水平持續(xù)提升，電能在終端用能的比重有望在2050年和2060年分別達(dá)到60%和70%。用戶側(cè)將聚集海量資源，成為調(diào)節(jié)電網(wǎng)的重要“搭檔”。
隨著新能源發(fā)電大量替代常規(guī)電源，以及儲(chǔ)能等可調(diào)節(jié)負(fù)荷廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)、控制基礎(chǔ)和運(yùn)行機(jī)理將深刻變化，平衡模式由源隨荷動(dòng)的實(shí)時(shí)平衡，逐步向源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)的非完全實(shí)時(shí)平衡轉(zhuǎn)變，電力系統(tǒng)與天然氣等其他能源系統(tǒng)日益成為協(xié)調(diào)互動(dòng)的整體。
新型電力系統(tǒng)是清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)的系統(tǒng)，是電網(wǎng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向。國(guó)家電網(wǎng)將深入貫徹“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略和“雙碳”部署，立足電網(wǎng)實(shí)際，走出一條清潔低碳能源轉(zhuǎn)型之路。
