中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來，我國新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，能源轉(zhuǎn)型步伐顯著加快。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至7月底，全國累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量超過31億千瓦，其中太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約7.4億千瓦，同比增長49.8%；風(fēng)電裝機(jī)容量約4.7億千瓦，同比增長19.8%。圍繞新形勢新任務(wù)，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》（以下簡稱《行動(dòng)方案》），提出重點(diǎn)開展9項(xiàng)專項(xiàng)行動(dòng)，其中包括實(shí)施“大規(guī)模高比例新能源外送攻堅(jiān)行動(dòng)”“新能源系統(tǒng)友好性能提升行動(dòng)”，加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
加快新能源大規(guī)模高比例外送
8月已過，廣東粵西海域仍熱浪滾滾。綿長的海岸線上，錯(cuò)落有致的風(fēng)機(jī)正迎風(fēng)緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，光伏電站則如同繁星般點(diǎn)綴在波光之中，這些巨大的風(fēng)機(jī)葉片和精巧的光伏面板，捕捉著經(jīng)此而過的每一縷清風(fēng)和每一束陽光，將它們高效地轉(zhuǎn)化為清潔綠色的電能，經(jīng)由四通八達(dá)的“鐵塔銀線”，源源不斷地輸送到千家萬戶。這樣一幅充滿現(xiàn)代科技感的畫卷，是我國新能源高速發(fā)展的一個(gè)縮影。
中國工程院院士湯廣福指出：“規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重點(diǎn)就是大力發(fā)展新能源?！蔽覈男履茉促Y源主要集中在西部和北部地區(qū)，因此，如何有效推進(jìn)這些地區(qū)大規(guī)模、高比例的新能源開發(fā)與外送，不僅是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)任務(wù)、推動(dòng)能源電力綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中亟待解決的問題，更是加速構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的關(guān)鍵。
為支持西部和北部清潔能源基地的開發(fā)與電力外送，我國規(guī)劃建設(shè)了一系列跨區(qū)域輸電通道。這些輸電通道宛如一條條電力動(dòng)脈，穿越廣袤的沙漠、戈壁，將清潔的能源血液輸送到全國各地。然而，這些電力動(dòng)脈大多起始于環(huán)境惡劣的荒漠地區(qū)，其送電端的周邊電網(wǎng)支撐能力較弱，如同細(xì)弱的血管難以支撐龐大的血流，而受電端的電網(wǎng)則存在常規(guī)電源不足的嚴(yán)重“空心化”的問題。隨著新能源輸送比例的不斷提升，輸電通道在安全穩(wěn)定運(yùn)行以及高效利用方面面臨著多重挑戰(zhàn)。
此次《行動(dòng)方案》明確實(shí)施大規(guī)模高比例新能源外送攻堅(jiān)行動(dòng)，以提升輸電通道新能源電量占比為重點(diǎn)，提出“提高在運(yùn)輸電通道新能源電量占比”和“開展新增輸電通道先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用”兩項(xiàng)重大任務(wù)，為推進(jìn)大規(guī)模高比例新能源外送指明了發(fā)展方向、技術(shù)背景，具有重要的實(shí)踐意義。
“通過優(yōu)化電源配置，增加新能源在運(yùn)輸電通道中的電量占比，可以直接促進(jìn)風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)和利用，加速能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型。新能源的接入要求電力系統(tǒng)具備更高的靈活性和調(diào)節(jié)能力。優(yōu)化電源配置，合理配置常規(guī)電源與新能源的比例，可以提升電力系統(tǒng)的整體響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)能力。因此，優(yōu)化電源配置，提升在運(yùn)輸電通道新能源電量占比尤為重要。”業(yè)內(nèi)人士指出。
“要高度關(guān)注在運(yùn)輸電通道輸送新能源的適應(yīng)性?！睖珡V福從三方面給出建議，一是要加強(qiáng)支撐能力建設(shè)，一方面新能源開發(fā)宜靠近送端換流站和火電、水電等其他配套電源，以利于“打捆”送出，另一方面要加強(qiáng)抽水蓄能、新型儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)支撐資源配置。二是要提升常規(guī)直流技術(shù)性能。常規(guī)直流技術(shù)不能頻繁調(diào)節(jié)功率，主要受制于換流變壓器分接開關(guān)和交流濾波器的動(dòng)作次數(shù)限制，應(yīng)加強(qiáng)直流控制策略優(yōu)化研究，提升輸送新能源適應(yīng)性。三是要保障在運(yùn)通道保供能力。重視配套新能源占比提升對受端電力保供的影響，推動(dòng)送受端就通道功能定位和電力支撐能力取得一致。我國部分在運(yùn)通道投產(chǎn)已達(dá)20年，逐步達(dá)到改造年限，可以借助改造加強(qiáng)新技術(shù)應(yīng)用，有效解決常規(guī)直流換相失敗問題。
多年來，技術(shù)進(jìn)步有效推進(jìn)了輸電通道建設(shè)。自2009年1月1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程投運(yùn)至今，我國已建成“19交20直”特高壓輸電工程，“西電東送”輸電能力超過3億千瓦，累計(jì)送電超過3萬億千瓦時(shí)，有效支撐了中東部地區(qū)約1/5的用電需求。
“目前世界上絕大部分的特高壓直流工程都是由我們國家實(shí)施的，其中難度最大、技術(shù)水平最高的特高壓直流工程，也都是由我們國家率先研制完成的?！眹W(wǎng)南瑞集團(tuán)所屬南瑞繼保研究院柔性輸電所所長盧宇介紹。
對于輸電相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方向，湯廣福認(rèn)為，傳統(tǒng)常規(guī)直流對系統(tǒng)支撐要求高，存在送端暫態(tài)過電壓越限、受端電壓不穩(wěn)定、多回直流同時(shí)換相失敗等難題，需要研發(fā)特高壓大容量柔性直流輸電技術(shù)，支撐送端大規(guī)模新能源接入和受端潮流可靠疏散；改進(jìn)常規(guī)直流輸電技術(shù)，采用可控?fù)Q相換流閥（CLCC）等先進(jìn)技術(shù)；結(jié)合柔性直流輸電具備孤島運(yùn)行能力的特點(diǎn)，考慮在遠(yuǎn)離主網(wǎng)的“沙戈荒”工程中探索多端直流孤島運(yùn)行的技術(shù)。超前研究低頻輸電、嵌入式直流等先進(jìn)輸電技術(shù)，擴(kuò)充進(jìn)一步提升輸送新能源規(guī)模的技術(shù)儲(chǔ)備。加強(qiáng)新能源和外送通道協(xié)同設(shè)計(jì)，超前示范應(yīng)用直流組網(wǎng)技術(shù)。
同時(shí)，先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)如抽水蓄能、新型儲(chǔ)能等，同樣為解決新能源發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性等問題及提高輸電通道對新能源電力的接納傳輸能力發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院總工程師彭才德表示，截至去年底，全國抽水蓄能投產(chǎn)總裝機(jī)容量達(dá)4579萬千瓦，全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制基本建立。開發(fā)以“沙戈荒”地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)光基地和主要流域水風(fēng)光一體化基地，急需建設(shè)抽水蓄能等調(diào)峰儲(chǔ)能電源，提升風(fēng)電光伏開發(fā)規(guī)模、競爭力和發(fā)展質(zhì)量。
湯廣福認(rèn)為，要進(jìn)一步挖掘配套煤電的調(diào)節(jié)支撐能力，實(shí)現(xiàn)配套煤電的調(diào)峰深度，采用CCUS等先進(jìn)技術(shù)提高煤電清潔性；積極采用構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)改造新能源發(fā)電和儲(chǔ)能，提高各類設(shè)備的涉網(wǎng)性能和主動(dòng)支撐能力；研究長時(shí)大容量儲(chǔ)能技術(shù)，提升對新能源的跨時(shí)段、跨季節(jié)、大幅度調(diào)節(jié)能力；研究藏東南等高海拔地區(qū)清潔能源基地構(gòu)建技術(shù)，提出適應(yīng)于多端直流送出拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的水光儲(chǔ)多能互補(bǔ)聯(lián)合配置方案，采用水資源上下游協(xié)同、跨流域水資源互補(bǔ)及水光跨區(qū)域一體化調(diào)度、水電機(jī)組調(diào)相技術(shù)等提高水電支撐能力。
推進(jìn)系統(tǒng)友好型新能源電站建設(shè)
新能源滲透率的持續(xù)提高致使當(dāng)前電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出“雙高”特性，即高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備并存。在此背景下，還存在一系列系統(tǒng)性問題，包括新能源在調(diào)頻、調(diào)壓等方面的主動(dòng)支撐能力不足、系統(tǒng)慣量降低、調(diào)控難度加大、電力平衡保障挑戰(zhàn)加劇以及源荷不確定性增加等。
對此，《行動(dòng)方案》明確提出新能源系統(tǒng)友好性能提升行動(dòng)，推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實(shí)效。
國網(wǎng)能源研究院新能源研究所副室主任葉小寧表示：“推動(dòng)提升新能源系統(tǒng)友好性能，是加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)適應(yīng)能源轉(zhuǎn)型需要的必然選擇。一方面，系統(tǒng)友好型新能源電站可以助力新能源大基地及配套設(shè)施的建設(shè)，保障電力供應(yīng)安全；另一方面，系統(tǒng)友好型新能源電站有利于提高新能源可靠出力水平，保障電力運(yùn)行安全?！?
為更好推進(jìn)新能源系統(tǒng)友好性能提升，《行動(dòng)方案》進(jìn)一步提出，打造一批系統(tǒng)友好型新能源電站。整合源儲(chǔ)資源、優(yōu)化調(diào)度機(jī)制、完善市場規(guī)則，提升典型場景下風(fēng)電、光伏電站的系統(tǒng)友好性能。改造升級(jí)一批已配置新型儲(chǔ)能但未有效利用的新能源電站，建設(shè)一批提升電力供應(yīng)保障能力的系統(tǒng)友好型新能源電站，提高可靠出力水平，將新能源置信出力提升至10%以上。
記者了解到，針對風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電的整合優(yōu)化，此前貴州省能源局就發(fā)布《關(guān)于清理貴州省“十四五”風(fēng)電光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模第三批項(xiàng)目的通知》，對納入風(fēng)電光伏發(fā)電年度建設(shè)規(guī)模項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)度和梳理，對47個(gè)逾期或不能實(shí)施的風(fēng)電、光伏項(xiàng)目進(jìn)行清理，項(xiàng)目總裝機(jī)388萬千瓦。其中，風(fēng)電項(xiàng)目33個(gè)、總裝機(jī)248萬千瓦，光伏項(xiàng)目14個(gè)、總裝機(jī)140萬千瓦。
值得一提的是，為更好支撐新能源電站建設(shè)，《行動(dòng)方案》還釋放出一個(gè)信號(hào)，即有效利用儲(chǔ)能，增強(qiáng)出力水平。
“在提高新能源配儲(chǔ)電站調(diào)節(jié)能力方面，《行動(dòng)方案》提出兩方面工作，一是整合源儲(chǔ)資源，優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的配置和運(yùn)行策略，發(fā)揮配儲(chǔ)電站的調(diào)節(jié)能力，最大限度提升新能源配儲(chǔ)的調(diào)節(jié)能力和運(yùn)行效率。二是完善市場規(guī)則，積極推動(dòng)各類調(diào)節(jié)資源參與電力市場，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的市場化運(yùn)行水平和經(jīng)濟(jì)效益?！敝袊こ淘涸菏縿⒓榻庾x道。
通威集團(tuán)董事局主席劉漢元認(rèn)為，這為儲(chǔ)能快速發(fā)展創(chuàng)造了良好機(jī)遇?！靶乱笙拢磥韮?chǔ)能絕不只是簡單的配角，而將成為智慧電網(wǎng)、新型電力系統(tǒng)中一個(gè)獨(dú)立且重要的組成部分，維持發(fā)電端與用電端之間的平衡，成為市場機(jī)制下的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)。”
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2024年上半年，全國已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)4444萬千瓦/9906萬千瓦時(shí)，較2023年底增長超過40%。其中，已投運(yùn)鋰離子電池儲(chǔ)能占比97%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比1.1%，鉛炭（酸）電池儲(chǔ)能占比0.8%，液流電池儲(chǔ)能占比0.4%，其他技術(shù)路線占比0.7%。
劉漢元指出，與抽水蓄能相比，鋰電池儲(chǔ)能具有系統(tǒng)效率高、響應(yīng)速度快、選址靈活性大、建設(shè)難度低、建設(shè)周期短等優(yōu)勢。目前，鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)成本已降至1000元/千瓦時(shí)以內(nèi)，未來有望降至500元/千瓦時(shí)，大規(guī)模應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性將進(jìn)一步凸顯。
開展算電協(xié)同促進(jìn)新能源消納
如今，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，算力與綠色電力一體化融合已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢。今年政府工作報(bào)告明確指出：“適度超前建設(shè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，加快形成全國一體化算力體系?！?
清華大學(xué)信息國家研究中心研究員曹軍威認(rèn)為：“在能量層面，算力作為能源系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)中的負(fù)荷，其空間上的可轉(zhuǎn)移性和時(shí)間上的可平移性決定了，在與風(fēng)光等新能源、電網(wǎng)和新型儲(chǔ)能互動(dòng)實(shí)現(xiàn)能量平衡方面，可以發(fā)揮一定的耦合作用?！?
《行動(dòng)方案》提出，實(shí)施一批算力與電力協(xié)同項(xiàng)目。統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心發(fā)展需求和新能源資源稟賦，科學(xué)整合源荷儲(chǔ)資源，開展算力、電力基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同規(guī)劃布局。探索新能源就近供電、聚合交易、就地消納的“綠電聚合供應(yīng)”模式。整合調(diào)節(jié)資源，提升算力與電力協(xié)同運(yùn)行水平，提高數(shù)據(jù)中心綠電占比，降低電網(wǎng)保障容量需求。探索光熱發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電聯(lián)營的綠電穩(wěn)定供應(yīng)模式。加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心余熱資源回收利用，滿足周邊地區(qū)用熱需求。
“《行動(dòng)方案》提出要統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心需求和電網(wǎng)資源，提前規(guī)劃布局算力與電力協(xié)同項(xiàng)目，為數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展提供了重要參考?！眲⒓檎J(rèn)為，數(shù)據(jù)中心作為國家節(jié)能降碳管控重點(diǎn)，是落實(shí)“雙碳”目標(biāo)和能耗雙控要求的重要環(huán)節(jié)。算力與電力協(xié)同發(fā)展，需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心時(shí)間、空間分布特性以及用電結(jié)構(gòu)變化規(guī)律分析，超前研判數(shù)據(jù)中心參與源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、新能源直供電方式，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心通過電力市場提升綠電占比。
提升算力與電力協(xié)同運(yùn)行水平，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心向新能源富集、用電成本較低的地區(qū)轉(zhuǎn)移，并優(yōu)化數(shù)據(jù)中心電力需求的時(shí)間和空間分布，已成為提升新能源系統(tǒng)友好性能，進(jìn)一步促進(jìn)新能源高水平消納的重要途徑。
記者梳理發(fā)現(xiàn)，早在2020年，安徽首個(gè)城市能源大數(shù)據(jù)中心在合肥揭牌，截至目前，合肥市能源大數(shù)據(jù)中心累計(jì)接入2.5萬戶高壓電力用戶、168個(gè)充電樁、60座光伏電站，后期將逐步接入政務(wù)和氣、水、熱、石油、煤炭等數(shù)據(jù)和信息；2021年，山西陽泉智慧能源數(shù)據(jù)中心首批建設(shè)場景交付投用，包括“重點(diǎn)用能單位能耗在線監(jiān)測、區(qū)域能源發(fā)展監(jiān)測、大數(shù)據(jù)看陽泉能源轉(zhuǎn)型、新能源發(fā)電監(jiān)測、節(jié)能改造潛力企業(yè)識(shí)別”等多個(gè)應(yīng)用場景；在貴州，南方電網(wǎng)與貴州省貴安新區(qū)管理委員會(huì)簽訂協(xié)議，投資建設(shè)南方能源大數(shù)據(jù)中心，據(jù)悉，截至今年6月，該項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)已全面封頂，預(yù)計(jì)9月底建成交付。
因地制宜建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目
《行動(dòng)方案》提出，建設(shè)一批智能微電網(wǎng)項(xiàng)目。鼓勵(lì)各地結(jié)合應(yīng)用場景，因地制宜建設(shè)智能微電網(wǎng)項(xiàng)目。在電網(wǎng)末端和大電網(wǎng)未覆蓋地區(qū)，建設(shè)一批風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)的智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，提高當(dāng)?shù)仉娏?yīng)水平。在新能源資源條件較好的地區(qū)，建設(shè)一批源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的智能微電網(wǎng)項(xiàng)目，提高微電網(wǎng)自調(diào)峰、自平衡能力，提升新能源發(fā)電自發(fā)自用比例，緩解大電網(wǎng)調(diào)節(jié)和消納壓力，積極支持新業(yè)態(tài)新模式發(fā)展。
當(dāng)前，分布式新能源實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，電化學(xué)儲(chǔ)能成本持續(xù)下降，電力市場機(jī)制也日益完善，這為智能微電網(wǎng)的建設(shè)提供了難得的機(jī)遇。智能微電網(wǎng)在促進(jìn)分布式新能源接入消納、提升電力普遍服務(wù)水平、創(chuàng)新商業(yè)模式等方面具有重大意義。
葉小寧認(rèn)為：“新能源發(fā)展路徑從大型集中式轉(zhuǎn)變?yōu)榧惺脚c分布式并舉，就近消納是新能源利用的重要模式。從新能源自身特性來看，就近消納可以降低其波動(dòng)性對系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響，也可以減少對系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的需求?！?
近日，江蘇張家港華昌能源“氫光互補(bǔ)”智能微電網(wǎng)順利投運(yùn)，項(xiàng)目集氫能發(fā)電、光伏、儲(chǔ)能設(shè)備、充放電設(shè)備等場景為一體，可就近為樓宇、電動(dòng)汽車等提供穩(wěn)定可靠的綠色能源供應(yīng)。作為江蘇省首個(gè)“氫光互補(bǔ)”智能微電網(wǎng)，該項(xiàng)目總功率達(dá)到951千瓦，供能面積約3萬平方米，年發(fā)電量可達(dá)13.5萬千瓦時(shí)，占園區(qū)全年用電量的30%，每年可為園區(qū)節(jié)省用能成本約15萬元，實(shí)現(xiàn)碳減排108噸。
“風(fēng)電、光伏等波動(dòng)性電源高比例接入對電網(wǎng)產(chǎn)生了顯著影響，這一問題無法僅通過高壓側(cè)的調(diào)度來全面解決，需要重視配網(wǎng)側(cè)，也就是智慧微網(wǎng)的建設(shè)，這些微電網(wǎng)能夠在特定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)自我平衡。”業(yè)內(nèi)專家指出，發(fā)展智能微電網(wǎng)項(xiàng)目需因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娏?xí)慣和應(yīng)用場景來選擇合適的模式。智能微電網(wǎng)項(xiàng)目模式多樣，例如，在未實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)覆蓋的地區(qū)，可以開發(fā)風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)的微電網(wǎng)項(xiàng)目；而在新能源資源豐富的地區(qū)，則可建設(shè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的微電網(wǎng)項(xiàng)目。
在福建寧德近海海域，一套風(fēng)光儲(chǔ)充智能微電網(wǎng)項(xiàng)目正在高效運(yùn)轉(zhuǎn)。該項(xiàng)目以寧德市霞浦縣海島鄉(xiāng)西洋島風(fēng)光儲(chǔ)充智能微電網(wǎng)為核心，以寧德環(huán)三都澳海域的海上漁排微電網(wǎng)為骨干節(jié)點(diǎn)，運(yùn)用5G、北斗搭建互聯(lián)通道、物聯(lián)傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)柔直電網(wǎng)全場景運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)感知，解決光伏就地消納、電壓穿越等系列問題，充分滿足寧德當(dāng)?shù)睾Ａ糠植际劫Y源和多形態(tài)新型負(fù)荷廣泛接入，組成一張覆蓋海岸、海島、海上養(yǎng)殖的新型電力系統(tǒng)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為寧德市發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)提供高效、穩(wěn)定、可靠的能源供給保障體系。
“智能微電網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的先進(jìn)技術(shù)手段，是支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要電網(wǎng)形態(tài)。發(fā)展建設(shè)智能微電網(wǎng)，需要統(tǒng)籌好保供促安和降碳增綠兩方面因素，提升偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電可靠水平，促進(jìn)智能微電網(wǎng)與大電網(wǎng)友好互動(dòng)?！眲⒓橹赋?。
