中國儲能網(wǎng)訊：2019年兩會，國務(wù)院總理李克強在作政府工作報告時說，2019年，將加快解決風(fēng)、光、水電消納問題。
2018年，我國新能源發(fā)電量蒸蒸日上，光伏和風(fēng)電裝機已經(jīng)雙雙位居世界首位。但是面對這種“好消息”，西北的新能源富集省份也有發(fā)愁的地方：用電負(fù)荷較小，消納空間有限，棄風(fēng)棄光壓力很大。具有標(biāo)桿意義的甘肅酒泉“風(fēng)電三峽”就因棄風(fēng)率長期超過國家能源局劃定的20%的紅線，建設(shè)一度暫停。
西北地區(qū)富余的新能源怎么才能良好地被“消化”掉？全國多地如何“聯(lián)手”解決新能源消納難題？近日，記者走訪了甘肅、河南等地區(qū)，深入電力公司、火電廠、風(fēng)電場進(jìn)行調(diào)查。
甘肅：現(xiàn)貨交易讓清潔電力“嫁”出去
“包括現(xiàn)貨交易在內(nèi)，2018年甘肅外送清潔電力占總外送電力的將近50%?！?
“甘肅是新能源大省，但它就像種糧大戶，種的糧食自己吃不完，別人又不一定要?！痹邳S河岸邊的國網(wǎng)甘肅省電力公司（以下簡稱“甘肅電力”），一位工作人員向記者比喻道。發(fā)的電本省消納不完，棄風(fēng)棄光嚴(yán)重，如何將清潔的新能源發(fā)電“嫁”出去，是甘肅能源相關(guān)部門和電力公司近年來的心頭大事。
在甘肅省酒泉市瓜州縣東約87千米，祁韶直流的起點——祁連換流站正將豐富的清潔能源源源不斷地輸送至千里之外的湖南，距其不遠(yuǎn)處是我國第一個千萬千瓦級風(fēng)電基地。這條新能源外送大動脈一半以上位于甘肅境內(nèi)，增強了甘肅電網(wǎng)跨區(qū)域外送的能力，有望扭轉(zhuǎn)河西新能源“窩電”局面。
走進(jìn)甘肅電力調(diào)度控制中心，記者即刻被顯示屏上花花綠綠的圖標(biāo)吸引。大屏上顯示，甘肅省的新能源電力已經(jīng)通過包括祁韶直流在內(nèi)的多條外送通道，送往全國19個省份，最遠(yuǎn)輸送到了廣東省。
2017年，國家電力調(diào)度控制中心、北京電力交易中心發(fā)布《跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨試點規(guī)則(試行)》，要求可再生能源發(fā)電企業(yè)根據(jù)棄水棄風(fēng)棄光電能界定標(biāo)準(zhǔn)，計算其富余發(fā)電能力，直接在跨省區(qū)現(xiàn)貨交易系統(tǒng)中報價。
2018年12月27日，甘肅電力現(xiàn)貨市場啟動試運行。電力現(xiàn)貨市場讓2018年甘肅的外送電量陡增，是兩年前的兩倍。“包括現(xiàn)貨交易在內(nèi)，2018年甘肅外送電力的清潔能源占總外送電力的將近50%。”甘肅電力調(diào)度控制中心計劃處副處長楊春祥告訴記者。隨著新能源電力在現(xiàn)貨交易中的占比不斷提升，可以預(yù)見的是，市場在新能源消納工作中將發(fā)揮越來越重要的作用。
“基于實時預(yù)測，發(fā)現(xiàn)棄電情況時，調(diào)度中心組織新能源電廠自主申報跨省區(qū)的現(xiàn)貨交易，再統(tǒng)一上報到國網(wǎng)交易平臺，然后用戶側(cè)申報用電需求，最后達(dá)成交易?！备拭C電力調(diào)度控制中心調(diào)控處處長伏歲林介紹道。
2018年，為了將清潔電力外送，甘肅電力想了很多招——建立國內(nèi)接入規(guī)模最大的新能源“數(shù)據(jù)云”，實現(xiàn)新能源預(yù)測類、實時類及管理類信息的全景化展示。建成區(qū)域電網(wǎng)智能協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，將多個同類型電源組合成一個虛擬機組，再將虛擬機組等效為一個虛擬電廠進(jìn)行集中控制，達(dá)到“交易智能化、消納空間最優(yōu)化、斷面利用率最大化”目標(biāo)。
這些“新招”很快就見了效：截至2018年年底，西北電網(wǎng)新能源消納連續(xù)24個月實現(xiàn)發(fā)電量、發(fā)電占比、棄電量、棄電率的“雙升雙降”目標(biāo)。楊春祥告訴記者，2019年，甘肅電力將采取多項措施，力爭棄風(fēng)、棄光率分別降至10%和8%以內(nèi)。
甘肅省的決心不止于此?！陡拭C省“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃》提出了堅定的目標(biāo)：到2020年，全省棄風(fēng)、棄光問題得到有效解決，新能源發(fā)電量達(dá)到全社會用電量的30%以上。不同區(qū)域規(guī)模化風(fēng)電場錯時出力、風(fēng)光互補、火水電共同參與、需求側(cè)調(diào)控的調(diào)峰格局基本形成。
解決棄風(fēng)：白銀有兩個“法寶”
“自從采用風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)等多個手段后，從2016年開始,我們風(fēng)電場消納情況逐步好轉(zhuǎn)，發(fā)電量快速增長，改變了多年經(jīng)營困難的局面，企業(yè)經(jīng)營從虧損轉(zhuǎn)為盈利。”
初春的甘肅省白銀市，乍暖還寒。驅(qū)車兩個多小時，記者從蘭州來到了位于白銀市平川區(qū)的國投白銀風(fēng)電有限公司撿財塘風(fēng)電場。新能源電廠是新能源消納鏈條上的“第一環(huán)”，若電廠解決棄風(fēng)問題，無疑將較大程度提高新能源消納水平。
海拔近兩千米的山頭上，60多臺風(fēng)機時快時慢地轉(zhuǎn)動?！拔覀兊娘L(fēng)機外號‘人來風(fēng)’，有人來了轉(zhuǎn)得更歡呢！”風(fēng)電場的工作人員和記者開玩笑說。這樣的玩笑不無道理，風(fēng)力發(fā)電是出了名的不穩(wěn)定，也為新能源消納帶來了難題。
但是現(xiàn)在風(fēng)電的消納不再令人頭疼，因為風(fēng)力發(fā)電也有了“天氣預(yù)報”。國投白銀風(fēng)電有限公司撿財塘風(fēng)電場總經(jīng)理王曉明告訴記者，近年來，根據(jù)電網(wǎng)要求，風(fēng)電場安裝了風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，根據(jù)電網(wǎng)要求上傳未來短期72小時、超短期4小時的預(yù)測功率，為甘肅電力調(diào)控中心制定發(fā)電計劃和跨省區(qū)的現(xiàn)貨交易做最有力的輔助支持。
望著不遠(yuǎn)處一臺臺風(fēng)機，王曉明告訴記者，由于有了風(fēng)功率發(fā)電“天氣預(yù)報”，2018年風(fēng)電場超額完成了預(yù)定發(fā)電量計劃?！白詮牟捎蔑L(fēng)功率預(yù)測等多個手段后，從2016年開始,我們風(fēng)電場消納情況逐步好轉(zhuǎn)，發(fā)電量快速增長，改變了多年經(jīng)營困難的局面，企業(yè)經(jīng)營從虧損轉(zhuǎn)為盈利。”初步嘗到甜頭的王曉明決定再設(shè)一個“小目標(biāo)”，2019年制定更高的發(fā)電計劃，為發(fā)電廠帶來更好的效益。
國投白銀風(fēng)電有限公司撿財塘風(fēng)電場總經(jīng)理王曉明在接受記者采訪。
為了進(jìn)一步減少棄電，除了實時預(yù)測發(fā)電功率外，撿財塘風(fēng)電場還有第二個“法寶”——電力公司調(diào)度中心的停電工作新能源受限風(fēng)險預(yù)警機制?！拔覀冿L(fēng)電場跟省電力公司打好配合，讓風(fēng)電場的檢修時間與電力系統(tǒng)檢修時間同步。上級電網(wǎng)停電檢修時，我們也利用這段時間抓緊檢修，最大限度地減少棄風(fēng)，避免其他時間停電檢修帶來的發(fā)電量損失。”王曉明說。
虛擬儲能讓蘭州更“藍(lán)”
作為西北虛擬儲能試點單位，蘭鋁自備電廠通過參與區(qū)域省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場，靈活轉(zhuǎn)換自備電廠企業(yè)用電、發(fā)電兩種角色，產(chǎn)生新能源靈活存取電的虛擬儲能效果，助力新能源消納的同時，為企業(yè)帶來較大的環(huán)保效益。
電解鋁是出了名的高能耗行業(yè)，用電需求巨大，污染排放也曾廣受詬病。高能耗的電解鋁，怎么和清潔的新能源消納沾了邊？原來，電解鋁企業(yè)看到了新能源的優(yōu)勢，轉(zhuǎn)向利用豐富的清潔能源生產(chǎn)“綠色電解鋁”，參與到新能源消納的鏈條中來。
中國鋁業(yè)股份有限公司蘭州分公司自備電廠
走進(jìn)中國鋁業(yè)股份有限公司蘭州分公司自備電廠（以下簡稱“蘭鋁自備電廠”），記者注意到，3臺發(fā)電機組中，只有一臺正在運行。自備電廠里只開動一臺發(fā)電機組，電夠用嗎？
面對記者的疑惑， 廠長武玉剛解釋道：“蘭鋁從發(fā)展綠色電解鋁的角度，希望使用外界新能源電力，參與到助力消納新能源工作中來。首先我們從技術(shù)角度，對火電機組進(jìn)行靈活性改造，使電廠多次參與深度調(diào)峰；第二是參與虛擬儲能，為甘肅消納新能源多做貢獻(xiàn)?！?
事實上，早在2015年，甘肅省就創(chuàng)造性地提出了新能源替代自備電廠發(fā)電思路，并率先在蘭鋁自備電廠開展試點工作。經(jīng)過三年多的實踐，蘭鋁自備電廠已完成機組靈活性改造，參與到了新能源替代發(fā)電交易中來。
蘭鋁自備電廠最引人注目的亮點是首創(chuàng)自備電廠虛擬儲能模式。“由于企業(yè)生產(chǎn)特性，用電負(fù)荷24小時都是穩(wěn)定的直線。參與到虛擬儲能后，企業(yè)就會開始使用新能源電力。當(dāng)太陽出來或者風(fēng)起來時，新能源發(fā)的電增加，就需要我們自備電廠‘讓’出空間，把火電機組的出力壓下來，改為使用新能源電力，做到電力負(fù)荷實時平衡?！蔽溆駝偨榻B，目前按照甘肅電力的調(diào)度，自備電廠的調(diào)峰基本在50%以下。
新能源替代發(fā)電的效果如何，很多人看得見。據(jù)了解，截至2018年底，蘭鋁自備電廠已經(jīng)累計開展新能源替代發(fā)電量64.43億度，蘭鋁自備電廠少買了數(shù)百萬噸煤，少了污染物的排放，蘭州的天更藍(lán)了。
作為西北虛擬儲能試點單位，蘭鋁自備電廠通過參與區(qū)域省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場，靈活轉(zhuǎn)換自備電廠企業(yè)用電、發(fā)電兩種角色，產(chǎn)生新能源靈活存取電的虛擬儲能效果，助力新能源消納的同時，為企業(yè)帶來了較大的環(huán)保效益?！半m然機組靈活性改造投入近1億元，但是減少煤炭發(fā)電產(chǎn)生的環(huán)保效益是無法估量的。”武玉剛說。
談起未來，中國鋁業(yè)股份有限公司蘭州分公司總經(jīng)理助理徐薇告訴記者，在各級電網(wǎng)和新能源企業(yè)的支持下，蘭鋁將進(jìn)一步擴大新能源替代發(fā)電的比例，真正實現(xiàn)“綠色電解鋁”。
打破壁壘：河南“迎娶”西北新能源
截至2018年，河南消納省外新能源電量占西北電網(wǎng)新能源送華中區(qū)域總量和現(xiàn)貨交易成交量已連續(xù)兩年在全國排名第一。
與甘肅新能源“糧食吃不完”的情況相反，河南則是“糧食不夠吃”。河南是煤耗大戶，由于近幾年電力需求不斷增加，再加上控制煤炭消費總量的需要，河南開始向外省買電。向誰買？怎么買？不如將西北富余的清潔新能源發(fā)電“娶”進(jìn)門，跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易的啟動就促成了這樁“婚事”。
近日，記者走進(jìn)河南鄭州、開封等地，對這樁“婚事”一探究竟。
在國網(wǎng)河南省電力公司（以下簡稱“河南電力”），調(diào)控中心副主任鎬俊杰告訴記者，天中直流工程起點在新疆哈密南部能源基地，落點就在河南鄭州，這一“管道”疏通了我國西北地區(qū)堵塞的新能源，也為河南地區(qū)提供了新鮮的新能源“血液”，河南省政府也明確提出要不斷加大外電吸納力度，大力吸納省外清潔能源。
鎬俊杰向記者介紹道，河南省進(jìn)行跨區(qū)新能源消納體現(xiàn)在網(wǎng)間交易和運行消納兩個方面。
在網(wǎng)間交易方面，河南可以說是電力現(xiàn)貨交易市場的“大買家”。通過全網(wǎng)電力交易平臺了解“賣家”的清潔能源送出需求，在年度、月度和月內(nèi)等中長期交易中都有參與，且新能源占比盡量不低于40%。
在運行消納方面，利用經(jīng)濟的手段推動提升燃煤機組調(diào)峰能力，利用抽蓄機組、燃?xì)鈾C組等調(diào)整手段，為吸收省外清潔能源留足了空間。
據(jù)河南電力提供的數(shù)據(jù)，2018年河南消納省外新能源電量占西北電網(wǎng)新能源送華中區(qū)域總量的61.6%，現(xiàn)貨交易成交量占全國總成交量的24%，連續(xù)兩年排名第一。
鎬俊杰還表示，未來繼續(xù)提高新能源消納，不僅要加強電網(wǎng)建設(shè)，加大對電網(wǎng)的投入還要向光伏、風(fēng)力發(fā)電企業(yè)提供規(guī)范、優(yōu)質(zhì)、高效的并網(wǎng)服務(wù)；同時要完善新能源消納的管理體系，滾動開展新能源運行承載能力分析，針對存在消納風(fēng)險的區(qū)域及時發(fā)布風(fēng)險預(yù)警。
在吸納外省新能源的路上，也出現(xiàn)了一些“小坎坷”。鎬俊杰對記者說：“吸納外省新能源對當(dāng)?shù)鼗痣姀S還是有影響的，會擠占火電廠的發(fā)電小時數(shù)，但是整體上來說，河南的電量保持增長的態(tài)勢。雖然這兩年新能源消納不斷增加，但還是保證了發(fā)電廠的基本發(fā)電小時和發(fā)電廠的基本市場份額。”
國家電投集團河南電力有限公司開封發(fā)電分公司 葛繼新/攝
“其實最大的難題是如何調(diào)動河南當(dāng)?shù)鼗痣姀S進(jìn)行靈活性改造參與調(diào)峰的積極性?！辨€俊杰表示，“為了解決這一難題，我們對調(diào)峰低于50%的火電廠機組進(jìn)行補貼，用經(jīng)濟的方式來調(diào)低調(diào)峰，而并不是行政命令?！蓖瑫r，河南電力根據(jù)電網(wǎng)的實際運行情況，與能監(jiān)辦協(xié)商，不僅“獎勵”更實行“懲罰”，增加了負(fù)荷率考核，以平均負(fù)荷率作為標(biāo)準(zhǔn)，如果超出標(biāo)準(zhǔn)，火電廠就要拿出錢來補貼給其他的電廠。
中部地區(qū)接收跨區(qū)新能源消納不僅需要經(jīng)濟手段，更需要當(dāng)?shù)鼗痣姀S進(jìn)行大量的技術(shù)改進(jìn)，可以說“很拼”。走進(jìn)國家電投集團河南電力有限公司開封發(fā)電分公司，記者注意到廠區(qū)里的“煙囪”——冷卻塔，向天空排出的白色水蒸氣較其他電廠少了很多。公司副總工程師丁民告訴記者，近年來，經(jīng)過對火電機組的靈活性改造，發(fā)電煤耗有效降低，同時還大大提高了供熱機組的調(diào)峰能力，使“熱電協(xié)同”成為一種技術(shù)方向，更是解決當(dāng)前新能源消納困境的有效途徑。
河南與西北省份“聯(lián)姻”，積極參與日內(nèi)現(xiàn)貨交易，既滿足了自己的電力需求，又減少了西北棄風(fēng)、棄光電力的現(xiàn)象。記者注意到，生活在河南的朋友開始在朋友圈曬起了藍(lán)天，不難看出，這場河南和西北地區(qū)的新能源“聯(lián)姻”，造福了不少中部城市居民。
注：本文原創(chuàng)首發(fā)于《中國城市能源周刊》2019年3月11日第2期。
