中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：國(guó)家能源局在2023年第二季度新聞發(fā)布會(huì)上透露，截至目前，我國(guó)第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“沙戈荒”）為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)項(xiàng)目共9705萬(wàn)千瓦全面開(kāi)工，第二批基地項(xiàng)目陸續(xù)開(kāi)工建設(shè)，第三批基地項(xiàng)目清單已于近期正式印發(fā)實(shí)施。
據(jù)測(cè)算，“沙戈荒”新能源理論可開(kāi)發(fā)量巨大，并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)提出更高要求。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，“沙戈荒”大型風(fēng)光基地開(kāi)發(fā)外送意義重大，解決“沙戈荒”新能源大基地建設(shè)與電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的匹配問(wèn)題，既要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各方電源發(fā)展，也要提升電力外送技術(shù)，更需提高其靈活性調(diào)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(guò)技術(shù)創(chuàng)新保障電力系統(tǒng)安全？如何提高電源靈活性調(diào)峰常態(tài)化能力？近日，在“支撐沙戈荒大型風(fēng)光電基地外送的先進(jìn)源網(wǎng)技術(shù)專題研討會(huì)”上，與會(huì)專家給出了真知灼見(jiàn)。
■■■對(duì)網(wǎng)架、設(shè)計(jì)、成本疏導(dǎo)等
提出新要求
眾所周知，“沙戈荒”大型風(fēng)光基地開(kāi)發(fā)外送意義重大，是保障國(guó)家能源安全、構(gòu)建新型能源體系的重要舉措，對(duì)電力系統(tǒng)提出了新要求，即對(duì)電源靈活互濟(jì)技術(shù)要求高，對(duì)送受端網(wǎng)架形態(tài)要求高，對(duì)組網(wǎng)設(shè)備和調(diào)控模式要求高，對(duì)廊道方案、電源及外送設(shè)施設(shè)計(jì)要求高，并對(duì)源網(wǎng)各主體成本疏導(dǎo)機(jī)制提出新需求。
“國(guó)繞上述新要求，我們構(gòu)想了‘沙戈荒’大型風(fēng)光基地外送關(guān)鍵技術(shù)框架，包括新型電源、外送系統(tǒng)構(gòu)建、關(guān)鍵設(shè)備及控制、外送工程設(shè)計(jì)關(guān)鍵、價(jià)值量化及市場(chǎng)機(jī)制五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。”國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司副總經(jīng)理李暉表示，他們提出堅(jiān)持系統(tǒng)規(guī)劃觀念，確?！吧掣昊摹贝笮惋L(fēng)光基地安全外送；堅(jiān)持保供定位，充分發(fā)揮“沙戈荒”直流系統(tǒng)功能；加強(qiáng)直流技術(shù)儲(chǔ)備，著力提升交直流相互適應(yīng)能力；提高通道外送經(jīng)濟(jì)性，完善各主體成本疏導(dǎo)機(jī)制。
中國(guó)華能集團(tuán)有限公司清潔能源技術(shù)研究院副院長(zhǎng)郭小江表示，“沙戈荒”地區(qū)的特性對(duì)新能源設(shè)備運(yùn)行提出了更高要求。未來(lái)需研發(fā)適應(yīng)“沙戈荒”的風(fēng)電技術(shù)，提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和環(huán)境的適應(yīng)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(shù)和柔性支架技術(shù)。
為解決以往新能源場(chǎng)站在規(guī)劃階段各專業(yè)數(shù)據(jù)一致性較差、源網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)不匹配、源網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性欠佳等問(wèn)題，郭小江建議，開(kāi)發(fā)集資源評(píng)估、選型選址、場(chǎng)群設(shè)計(jì)、并網(wǎng)分析、生產(chǎn)模擬于一體的大型能源基地規(guī)劃優(yōu)化平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)大型能源基地的全流程一體化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。
■■■應(yīng)推動(dòng)就地消納
與開(kāi)發(fā)外送并舉
除解決電力系統(tǒng)的高標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)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(fēng)光基地建設(shè)面臨新能源與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)不匹配的難題，以及新能源大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃要求更高、新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)外送技術(shù)亟待創(chuàng)新等挑戰(zhàn)。
中國(guó)能源建設(shè)股份有限公司電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院電力發(fā)展研究院副院長(zhǎng)劉強(qiáng)表示，在優(yōu)化配置“沙戈荒”大型風(fēng)光基地電源方面，需堅(jiān)持系統(tǒng)觀念、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、清潔低碳、經(jīng)濟(jì)合理的原則。此外，還要以清潔、高效、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠為目標(biāo)，優(yōu)化基地外送電源規(guī)模配置，更要“三位一體”（大型風(fēng)光基地+先進(jìn)煤電+特高壓通道）開(kāi)發(fā)布局基地電源，堅(jiān)持風(fēng)光電基地、調(diào)節(jié)配套常規(guī)支撐電源與通道起點(diǎn)一體化布置于合理半徑范圍，應(yīng)綜合考慮規(guī)模、布局、電網(wǎng)網(wǎng)架等明確接入方案。“我們認(rèn)為，新能源基地一般宜布局在換流站周邊合理范圍內(nèi)，距離越近效果越好。”
郭小江認(rèn)為，推進(jìn)“沙戈荒”大型風(fēng)光基地一體化調(diào)控的應(yīng)用示范，需加快推進(jìn)適應(yīng)“沙戈荒”環(huán)境的風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等技術(shù)發(fā)展及CCUS（碳捕集、利用與封存）技術(shù)的推廣應(yīng)用。同時(shí)，要加強(qiáng)火電靈活性改造、儲(chǔ)能、氫能等調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展，加強(qiáng)輔助服務(wù)等支持政策引導(dǎo)。此外，還需引入高耗能企業(yè)及產(chǎn)業(yè)并向“沙戈荒”地區(qū)轉(zhuǎn)移，推進(jìn)“沙戈荒”大型風(fēng)光基地電能實(shí)現(xiàn)就地消納與開(kāi)發(fā)外送并舉。
在國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心研究員李曉峰看來(lái)，我國(guó)新能源裝機(jī)容量持續(xù)高速增長(zhǎng)，非同步電源逐步成為新型電力系統(tǒng)的主體，電源對(duì)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(shè)迫切需要高效率的動(dòng)態(tài)電壓和慣量支撐設(shè)備，新型同步調(diào)相機(jī)可解決此問(wèn)題。
李曉峰解釋道，調(diào)相機(jī)在新型電力系統(tǒng)中可以起到短路容量支撐、提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、快速響應(yīng)高性能勵(lì)磁系統(tǒng)等作用。因此，建議加快前沿技術(shù)攻關(guān)研究，開(kāi)發(fā)高慣量調(diào)相機(jī)、儲(chǔ)能調(diào)相機(jī)、雙軸勵(lì)磁調(diào)相機(jī)等新技術(shù)。
■■■需提高電源的靈活性調(diào)峰
常態(tài)化能力
與會(huì)人士認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)建設(shè)是以支撐實(shí)現(xiàn)“雙碳”為主要目標(biāo)，從電源端來(lái)看，火電、水電、新能源、儲(chǔ)能等各類電源除需多能互補(bǔ)協(xié)同發(fā)展外，更需提高電源的靈活性調(diào)峰常態(tài)化能力。
哈爾濱電氣集團(tuán)有限公司工程研究中心低碳能源研究所副經(jīng)理劉鑫指出，在靈活性電源嚴(yán)重缺乏的大環(huán)境下，火電機(jī)組逐漸由傳統(tǒng)的提供電力、電量的主體電源，轉(zhuǎn)變?yōu)橄螂娏ο到y(tǒng)提供可靠容量、調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)的基礎(chǔ)性、支撐性、靈活性調(diào)節(jié)電源，實(shí)現(xiàn)在役煤電機(jī)組靈活性調(diào)峰常態(tài)化發(fā)展。針對(duì)“沙戈荒”地區(qū)新能源間接性、不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，需要火電機(jī)組起到大調(diào)節(jié)量、基礎(chǔ)保障、調(diào)峰調(diào)頻的作用。
為了提高電源的靈活性調(diào)峰能力，劉鑫表示，他們提出兩個(gè)新型先進(jìn)煤電深度調(diào)峰技術(shù)——15%-100%深度調(diào)峰技術(shù)和0-100%全負(fù)荷調(diào)峰技術(shù)。其中，15%-100%低負(fù)荷深度調(diào)峰技術(shù)已研發(fā)完成并通過(guò)驗(yàn)收，具備工程化應(yīng)用能力，可有效提高鍋爐及輔機(jī)運(yùn)行靈活性。0-100%全負(fù)荷調(diào)峰技術(shù)可以通過(guò)壓縮空氣儲(chǔ)能與火電耦合調(diào)峰、熔鹽儲(chǔ)能與火電轉(zhuǎn)合調(diào)峰、抽水蓄能與火電機(jī)組耦合調(diào)峰三種路線實(shí)現(xiàn)。
清華大學(xué)電機(jī)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(zhuǎn)型將經(jīng)歷從量變到質(zhì)變的過(guò)程；新型電力系統(tǒng)面臨時(shí)間和空間兩個(gè)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(wǎng)提供強(qiáng)大的時(shí)空靈活性。應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)需要提高電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)能力，一方面，電力網(wǎng)絡(luò)提供空間尺度的靈活性，即通過(guò)電力互聯(lián)實(shí)現(xiàn)靈活性資源的空間互濟(jì)；另一方面，多類型靈活性資源提供不同時(shí)間尺度的靈活性。其中，電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)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(dòng)。
“靈活性資源在時(shí)間尺度上進(jìn)行源荷協(xié)同互補(bǔ)可以保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行；在空間尺度上利用跨區(qū)互聯(lián)大電網(wǎng)保障電力電量平衡?！毕那褰ㄗh，可針對(duì)“沙戈荒”大型風(fēng)光基地，利用光熱、電化學(xué)儲(chǔ)能等靈活性資源消除“沙戈荒”基地出力時(shí)間不平衡的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的能量外送，提升外送線路的利用率。
