中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作為全球新能源并網(wǎng)規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，對(duì)我國意義重大。它是助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵載體、是長(zhǎng)遠(yuǎn)保障我國能源安全的戰(zhàn)略選擇、是應(yīng)對(duì)電力轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)的有效舉措。在此背景下，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司服務(wù)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)步伐持續(xù)加快，在源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、技術(shù)、市場(chǎng)、政策等要素領(lǐng)域形成了諸多創(chuàng)新實(shí)踐，蹚出了一條富有成效的發(fā)展路徑。我們推出“新型電力系統(tǒng)建設(shè)江蘇實(shí)踐”系列報(bào)道，深入解析其創(chuàng)新探索與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以期為各地能源電力轉(zhuǎn)型提供有益參考。
筑牢堅(jiān)強(qiáng)底座 激活智能引擎
——新型電力系統(tǒng)建設(shè)江蘇實(shí)踐①
7月7日，江蘇電網(wǎng)最高用電負(fù)荷達(dá)1.52億千瓦，年內(nèi)創(chuàng)下第三次歷史新高。進(jìn)入“十四五”以來，江蘇電網(wǎng)最高用電負(fù)荷持續(xù)攀升，從2021年夏季的1.2042億千瓦增長(zhǎng)至今年的1.52億千瓦，增幅達(dá)26.2%。
與去年相比，今年江蘇迎峰度夏負(fù)荷新高提前了近一個(gè)月。7月1日江蘇省氣象臺(tái)宣布出梅后，高溫隨即“無縫銜接”，省內(nèi)各地氣溫連日直逼或超35攝氏度。目前，江蘇十三市最高用電負(fù)荷均已破紀(jì)錄。
主干網(wǎng)建強(qiáng)建優(yōu)是在高溫環(huán)境下保證安全可靠供電的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)能源大規(guī)模轉(zhuǎn)換的核心之舉。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司（以下簡(jiǎn)稱“江蘇電力”）以特高壓為弓、智能電網(wǎng)為弦，加快建設(shè)北電南送過江斷面加強(qiáng)等重大工程，全面提升主干網(wǎng)潮流優(yōu)化配置水平和安全運(yùn)行水平，確保每一千瓦時(shí)電安全、高效送達(dá)千家萬戶。
建強(qiáng)主干網(wǎng)
能源輸送大動(dòng)脈外引內(nèi)聯(lián)
作為制造業(yè)大省和能源消費(fèi)大省，江蘇以占全國1%的國土面積承載了6%的人口，創(chuàng)造了占比全國10%的經(jīng)濟(jì)總量，但傳統(tǒng)化石能源自給率不足8%，水電與核電開發(fā)潛力有限。
面對(duì)能源供需矛盾，“外電入蘇”成為江蘇破解發(fā)展瓶頸、推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型的必然選擇。
如何大規(guī)模、跨區(qū)域調(diào)入外省綠電？江蘇電力用10年時(shí)間鍛造了一張縱橫交錯(cuò)的特高壓堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架，讓中西部清潔電跨越山海點(diǎn)亮長(zhǎng)三角的萬家燈火。
2012年，±800千伏錦蘇特高壓直流輸電工程投運(yùn)，首次將四川水電大規(guī)模輸送至江蘇，拉開了特高壓時(shí)代的序幕。此后10年間，江蘇持續(xù)發(fā)力，1000千伏淮南—南京—上海特高壓交流工程，±800千伏雁淮、錫泰、建蘇特高壓直流工程相繼貫通，形成了“一交四直”特高壓受電格局，區(qū)外來電引入能力超過4500萬千瓦。
令人驚喜的數(shù)字背后，是一本實(shí)實(shí)在在的生態(tài)賬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過特高壓通道輸入的清潔電能，每年可替代省內(nèi)燃煤超6300萬噸，減排二氧化碳1.57億噸。
“錨定‘雙碳’目標(biāo)，江蘇電力正在加快推進(jìn)內(nèi)蒙古沙漠基地送電江蘇特高壓工程規(guī)劃落地，力爭(zhēng)在‘十五五’期間將內(nèi)蒙古清潔電力送抵江蘇，持續(xù)提升非化石能源消費(fèi)比重?！苯K電力發(fā)展部副主任崔玉說。
能源供給需要“兩條腿走路”，既要“電從遠(yuǎn)方來”，也要“電從身邊取”。江蘇作為我國海上風(fēng)電發(fā)展的前沿陣地，依托得天獨(dú)厚的沿海地形和風(fēng)能資源，建成了全國規(guī)模最大的海上風(fēng)電集中匯流輸送平臺(tái)，成為我國海上風(fēng)電發(fā)展的重要陣地。
在解決海上風(fēng)電場(chǎng)大容量、遠(yuǎn)距離輸電這一行業(yè)難題上，2021年建成投運(yùn)的如東±400千伏柔性直流送出工程提供了關(guān)鍵方案。這是亞洲首個(gè)采用柔性直流輸電技術(shù)的海上風(fēng)電項(xiàng)目，將離岸99千米、容量110萬千瓦的海上風(fēng)電安全送至陸地電網(wǎng)。截至2024年，江蘇海上風(fēng)電并網(wǎng)容量已達(dá)1183萬千瓦，預(yù)計(jì)2030年這一數(shù)據(jù)將翻一番。
為保障大規(guī)模區(qū)外來電和集中式新能源電力在省內(nèi)大范圍高效配置，江蘇電網(wǎng)經(jīng)迭代升級(jí)，形成了500千伏“七縱七橫”骨干網(wǎng)架，架起了覆蓋全省13個(gè)地市的“電力高速公路網(wǎng)”。
面對(duì)今夏1.52億千瓦的用電負(fù)荷峰值，江蘇電網(wǎng)建設(shè)者與時(shí)間賽跑，于6月19日全面建成13項(xiàng)迎峰度夏主網(wǎng)工程，累計(jì)新增500千伏及以上輸電線路369.12千米、變電容量536萬千伏安，全面提升了電網(wǎng)跨區(qū)域能源調(diào)配能力。
得益于“遠(yuǎn)距離輸電+區(qū)域強(qiáng)網(wǎng)”的模式，江蘇已建成國內(nèi)規(guī)模最大的省級(jí)主干網(wǎng)架，不僅為全省安全保供筑牢了堅(jiān)實(shí)保障，更通過優(yōu)化能源資源配置能力，為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了強(qiáng)力支撐。
搭建立體“天路”
北電南送助力省內(nèi)互濟(jì)
長(zhǎng)江奔涌，既分割了江蘇的南北地理，也造就了能源供需的“逆向分布”格局——全省99%的風(fēng)電、100%的海上光伏、60%的陸上光伏資源聚集于長(zhǎng)江以北，而60%的用電負(fù)荷卻集中在長(zhǎng)江以南。
隨著新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)攀升，預(yù)計(jì)2030年北電南送最大輸電需求較2024年底增長(zhǎng)33%。如何突破跨江輸電瓶頸，將綠電高效南送，成為江蘇能源版圖優(yōu)化的重要課題。
2018年，全球首個(gè)特高壓綜合管廊工程——被譽(yù)為“萬里長(zhǎng)江第一廊”的蘇通GIL綜合管廊正式貫通，創(chuàng)新采用“特高壓GIL＋江底隧道”技術(shù)，將常規(guī)高455米、寬100米的大跨越線路走廊壓縮至直徑10.5米的江底隧道之中，隧道全長(zhǎng)5468.5米，輸電能力達(dá)到700萬千瓦。
2023年，鳳城—梅里500千伏長(zhǎng)江大跨越工程全面建成投運(yùn)，2座高達(dá)385米的輸電鐵塔，以一檔跨越2550米長(zhǎng)江水面的超級(jí)工程，提升北電南送過江輸電能力360萬千瓦，在長(zhǎng)江天塹上架起電力輸送的“空中走廊”。
至此，江蘇境內(nèi)已建成6個(gè)500千伏及以上過江電力通道，總體輸電能力超過2500萬千瓦，每年可減排二氧化碳約8724萬噸。
然而，隨著長(zhǎng)江沿岸生態(tài)保護(hù)要求不斷提升，新增跨江輸電通道面臨嚴(yán)苛的制約。在此背景下，提升存量電網(wǎng)輸送能力成為行之有效的解決辦法。
揚(yáng)州—鎮(zhèn)江±200千伏直流輸電工程應(yīng)時(shí)而生。該工程一期于2024年4月28日投運(yùn)，是我國首個(gè)“交改直”“嵌入式”輸電工程。其充分利用現(xiàn)有五峰山跨越的線路廊道資源，將原有交流輸電線路改造為直流輸電線路，使跨江輸電能力從60萬千瓦躍升至120萬千瓦，避免了新建鐵塔對(duì)長(zhǎng)江生態(tài)的影響，為今后存量通道改造提供了可復(fù)制的方案。
截至4月28日，揚(yáng)鎮(zhèn)直流一期工程安全穩(wěn)定運(yùn)行滿一年，累計(jì)輸送電量62億千瓦時(shí)，能量可用率達(dá)96.63%，年利用小時(shí)數(shù)5167小時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
目前，揚(yáng)鎮(zhèn)直流二期工程建設(shè)進(jìn)程過半，計(jì)劃于2026年建成投運(yùn)，屆時(shí)輸電能力將進(jìn)一步提升至240萬千瓦，較2022年改造前提升3倍。
從江底隧道到云端鐵塔，從新建工程到存量改造，江蘇電網(wǎng)打造了一個(gè)覆蓋江底、江面、空中的立體輸電網(wǎng)絡(luò)。這些工程不僅實(shí)現(xiàn)了過江輸電能力的質(zhì)的飛躍，更探索出一條兼顧生態(tài)保護(hù)、經(jīng)濟(jì)效益與能源安全的新路徑。
構(gòu)建智能電網(wǎng)
技術(shù)賦能釋放無限潛能
在新能源高比例接入與能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的復(fù)雜形勢(shì)下，電網(wǎng)運(yùn)行面臨著諸多新的挑戰(zhàn)。江蘇電力以技術(shù)創(chuàng)新為核心驅(qū)動(dòng)力，在智能潮流控制、功率柔性互濟(jì)等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)突破，推動(dòng)電力系統(tǒng)向靈活可靠、安全高效的目標(biāo)邁進(jìn)。
“電流在電網(wǎng)中的流動(dòng)特性類似城市交通網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)運(yùn)行模式下呈現(xiàn)‘自由流通’狀態(tài)?！苯K電力發(fā)展部主網(wǎng)規(guī)劃處處長(zhǎng)汪惟源介紹，“多年來，江蘇電力通過技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)了電流分布從‘無序自由’到‘精準(zhǔn)調(diào)控’的轉(zhuǎn)變?！?/span>
其中，統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用堪稱核心突破——這項(xiàng)技術(shù)如同為電網(wǎng)制定了一套智能“交通規(guī)則”，通過對(duì)電網(wǎng)潮流的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，顯著提升了系統(tǒng)運(yùn)行效率與穩(wěn)定性。
2015年，我國首個(gè)UPFC工程——南京220千伏西環(huán)網(wǎng)UPFC正式投運(yùn)。該裝置猶如電網(wǎng)中的智能“紅綠燈”，能夠?qū)﹄娏鞯牧飨蚝土髁窟M(jìn)行精準(zhǔn)的智能調(diào)節(jié)。通過這種調(diào)節(jié)，南京西環(huán)網(wǎng)的供電能力得到了顯著提升，每年新增的供電量約達(dá)25億千瓦時(shí)。
在此基礎(chǔ)上，2017年投運(yùn)的蘇州南部電網(wǎng)500千伏UPFC工程實(shí)現(xiàn)了技術(shù)參數(shù)的全面突破。作為當(dāng)時(shí)世界上電壓等級(jí)最高、容量最大的柔性交流輸電裝置，最大可提升蘇州南部地區(qū)供電能力130萬千瓦以上，成為蘇州產(chǎn)業(yè)升級(jí)的電力“強(qiáng)心劑”。
技術(shù)演進(jìn)在2023年迎來質(zhì)的飛躍——±800千伏姑蘇換流站VSC功率互濟(jì)功能成功實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。該工程集成常規(guī)直流輸電與柔性直流技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過3個(gè)受端柔性直流換流器（VSC）靈活切換，等效在蘇州南、北電網(wǎng)間構(gòu)建±400千伏柔直聯(lián)絡(luò)通道，實(shí)現(xiàn)最高200萬千瓦的潮流交換能力——相當(dāng)于整座500千伏變電站的承載負(fù)荷。
在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的進(jìn)程中，“小切口解決大問題”的創(chuàng)新理念持續(xù)落地。2023年7月，在揚(yáng)州寶應(yīng)縣東部，我國首個(gè)輸電移相器工程——國網(wǎng)江蘇揚(yáng)州供電公司110千伏平安變移相器項(xiàng)目建成投運(yùn)。該工程在220千伏平安變電站的110千伏聯(lián)絡(luò)線上加裝輸電移相器裝置，有效均衡了寶應(yīng)縣東、西部主變壓器負(fù)載率，提升新能源就地消納能力10萬千瓦，相當(dāng)于當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷的16%。
“這種‘四兩撥千斤’的技術(shù)路徑，為分布式新能源高滲透接入提供了新思路。”汪惟源強(qiáng)調(diào)，“我們正從傳統(tǒng)的‘?dāng)U通道、增容量’向‘強(qiáng)控制、提效能’轉(zhuǎn)變，通過技術(shù)創(chuàng)新充分釋放存量電網(wǎng)潛力。”
當(dāng)前，江蘇新能源裝機(jī)容量已突破1億千瓦。面對(duì)新形勢(shì)，江蘇電力正加快新能源友好并網(wǎng)、電網(wǎng)柔性互聯(lián)等核心技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，同步推進(jìn)高效節(jié)能變壓器、節(jié)能導(dǎo)線等綠色技術(shù)的全域推廣，持續(xù)為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的新型能源體系貢獻(xiàn)“江蘇方案”。
