中國儲能網訊：國家能源局在2023年第二季度新聞發(fā)布會上透露，截至目前，我國第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)（以下簡稱“沙戈荒”）為重點的大型風電光伏基地建設項目共9705萬千瓦全面開工，第二批基地項目陸續(xù)開工建設，第三批基地項目清單已于近期正式印發(fā)實施。
據測算，“沙戈荒”新能源理論可開發(fā)量巨大，并網對電力系統(tǒng)提出更高要求。在業(yè)內人士看來，“沙戈荒”大型風光基地開發(fā)外送意義重大，解決“沙戈荒”新能源大基地建設與電網系統(tǒng)調節(jié)能力的匹配問題，既要統(tǒng)籌協(xié)調各方電源發(fā)展，也要提升電力外送技術，更需提高其靈活性調峰常態(tài)化能力。
那么，如何秉持系統(tǒng)觀念做好清潔能源電力外送規(guī)劃？如何通過技術創(chuàng)新保障電力系統(tǒng)安全？如何提高電源靈活性調峰常態(tài)化能力？近日，在“支撐沙戈荒大型風光電基地外送的先進源網技術專題研討會”上，與會專家給出了真知灼見。
■■■對網架、設計、成本疏導等
提出新要求
眾所周知，“沙戈荒”大型風光基地開發(fā)外送意義重大，是保障國家能源安全、構建新型能源體系的重要舉措，對電力系統(tǒng)提出了新要求，即對電源靈活互濟技術要求高，對送受端網架形態(tài)要求高，對組網設備和調控模式要求高，對廊道方案、電源及外送設施設計要求高，并對源網各主體成本疏導機制提出新需求。
“國繞上述新要求，我們構想了‘沙戈荒’大型風光基地外送關鍵技術框架，包括新型電源、外送系統(tǒng)構建、關鍵設備及控制、外送工程設計關鍵、價值量化及市場機制五個技術領域?！眹W經濟技術研究院有限公司副總經理李暉表示，他們提出堅持系統(tǒng)規(guī)劃觀念，確?！吧掣昊摹贝笮惋L光基地安全外送；堅持保供定位，充分發(fā)揮“沙戈荒”直流系統(tǒng)功能；加強直流技術儲備，著力提升交直流相互適應能力；提高通道外送經濟性，完善各主體成本疏導機制。
中國華能集團有限公司清潔能源技術研究院副院長郭小江表示，“沙戈荒”地區(qū)的特性對新能源設備運行提出了更高要求。未來需研發(fā)適應“沙戈荒”的風電技術，提高風電機組的可靠性和環(huán)境的適應性；需研發(fā)具備高效發(fā)電能力、抗遮擋的新型電池組件技術和柔性支架技術。
為解決以往新能源場站在規(guī)劃階段各專業(yè)數據一致性較差、源網規(guī)劃建設不匹配、源網調度運行經濟性欠佳等問題，郭小江建議，開發(fā)集資源評估、選型選址、場群設計、并網分析、生產模擬于一體的大型能源基地規(guī)劃優(yōu)化平臺，可實現大型能源基地的全流程一體化開發(fā)設計。
■■■應推動就地消納
與開發(fā)外送并舉
除解決電力系統(tǒng)的高標準問題外，如何提高“沙戈荒”可再生能源外送比例，也是擺在各方面前的一道必答題。目前，“沙戈荒”大型風光基地建設面臨新能源與電力系統(tǒng)調節(jié)能力建設不匹配的難題，以及新能源大規(guī)模并網對電網規(guī)劃要求更高、新能源大規(guī)模開發(fā)外送技術亟待創(chuàng)新等挑戰(zhàn)。
中國能源建設股份有限公司電力規(guī)劃設計總院電力發(fā)展研究院副院長劉強表示，在優(yōu)化配置“沙戈荒”大型風光基地電源方面，需堅持系統(tǒng)觀念、統(tǒng)籌協(xié)調、清潔低碳、經濟合理的原則。此外，還要以清潔、高效、經濟、安全、可靠為目標，優(yōu)化基地外送電源規(guī)模配置，更要“三位一體”（大型風光基地+先進煤電+特高壓通道）開發(fā)布局基地電源，堅持風光電基地、調節(jié)配套常規(guī)支撐電源與通道起點一體化布置于合理半徑范圍，應綜合考慮規(guī)模、布局、電網網架等明確接入方案?！拔覀冋J為，新能源基地一般宜布局在換流站周邊合理范圍內，距離越近效果越好。”
郭小江認為，推進“沙戈荒”大型風光基地一體化調控的應用示范，需加快推進適應“沙戈荒”環(huán)境的風電、光伏發(fā)電、儲能等技術發(fā)展及CCUS（碳捕集、利用與封存）技術的推廣應用。同時，要加強火電靈活性改造、儲能、氫能等調節(jié)技術發(fā)展，加強輔助服務等支持政策引導。此外，還需引入高耗能企業(yè)及產業(yè)并向“沙戈荒”地區(qū)轉移，推進“沙戈荒”大型風光基地電能實現就地消納與開發(fā)外送并舉。
在國家電力投資集團有限公司光伏產業(yè)創(chuàng)新中心研究員李曉峰看來，我國新能源裝機容量持續(xù)高速增長，非同步電源逐步成為新型電力系統(tǒng)的主體，電源對電力系統(tǒng)的電壓、慣量支撐能力日益下降。新型電力系統(tǒng)建設迫切需要高效率的動態(tài)電壓和慣量支撐設備，新型同步調相機可解決此問題。
李曉峰解釋道，調相機在新型電力系統(tǒng)中可以起到短路容量支撐、提供轉動慣量、快速響應高性能勵磁系統(tǒng)等作用。因此，建議加快前沿技術攻關研究，開發(fā)高慣量調相機、儲能調相機、雙軸勵磁調相機等新技術。
■■■需提高電源的靈活性調峰
常態(tài)化能力
與會人士認為，新型電力系統(tǒng)建設是以支撐實現“雙碳”為主要目標，從電源端來看，火電、水電、新能源、儲能等各類電源除需多能互補協(xié)同發(fā)展外，更需提高電源的靈活性調峰常態(tài)化能力。
哈爾濱電氣集團有限公司工程研究中心低碳能源研究所副經理劉鑫指出，在靈活性電源嚴重缺乏的大環(huán)境下，火電機組逐漸由傳統(tǒng)的提供電力、電量的主體電源，轉變?yōu)橄螂娏ο到y(tǒng)提供可靠容量、調峰調頻等輔助服務的基礎性、支撐性、靈活性調節(jié)電源，實現在役煤電機組靈活性調峰常態(tài)化發(fā)展。針對“沙戈荒”地區(qū)新能源間接性、不穩(wěn)定性的特點，需要火電機組起到大調節(jié)量、基礎保障、調峰調頻的作用。
為了提高電源的靈活性調峰能力，劉鑫表示，他們提出兩個新型先進煤電深度調峰技術——15%-100%深度調峰技術和0-100%全負荷調峰技術。其中，15%-100%低負荷深度調峰技術已研發(fā)完成并通過驗收，具備工程化應用能力，可有效提高鍋爐及輔機運行靈活性。0-100%全負荷調峰技術可以通過壓縮空氣儲能與火電耦合調峰、熔鹽儲能與火電轉合調峰、抽水蓄能與火電機組耦合調峰三種路線實現。
清華大學電機系教授夏清分析，如今高比例可再生能源電力系統(tǒng)面臨諸多挑戰(zhàn)：新型電力系統(tǒng)轉型將經歷從量變到質變的過程；新型電力系統(tǒng)面臨時間和空間兩個維度的電力不平衡；新能源除提供零碳正外部性外，還需要大電網提供強大的時空靈活性。應對挑戰(zhàn)需要提高電力系統(tǒng)的靈活性調節(jié)能力，一方面，電力網絡提供空間尺度的靈活性，即通過電力互聯實現靈活性資源的空間互濟；另一方面，多類型靈活性資源提供不同時間尺度的靈活性。其中，電網能夠實現對荷端靈活性資源的聚合，以及新能源發(fā)電與荷端靈活性資源的互動。
“靈活性資源在時間尺度上進行源荷協(xié)同互補可以保障電力系統(tǒng)安全運行；在空間尺度上利用跨區(qū)互聯大電網保障電力電量平衡?！毕那褰ㄗh，可針對“沙戈荒”大型風光基地，利用光熱、電化學儲能等靈活性資源消除“沙戈荒”基地出力時間不平衡的問題，實現長期穩(wěn)定的能量外送，提升外送線路的利用率。
