經(jīng)濟體量位居全國第二的經(jīng)濟強省江蘇，需要何等規模的電能支持?一組數據可見(jiàn)一斑：2024年1至11月，江蘇全社會(huì )用電量達7739.49億千瓦時(shí)，同比增長(cháng)8.99%，約占全國8.7%;本年江蘇最高用電負荷達1.47億千瓦，同比增長(cháng)11.3%，連續8年破億千瓦，超越多個(gè)發(fā)達國家……
如何讓此等規模的電能高效傳輸?如何適應綠色化轉型?如何更好滿(mǎn)足經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展需要?近年來(lái)，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司(下稱(chēng)“國網(wǎng)江蘇電力”)以新型電力系統建設為抓手，主動(dòng)適應新發(fā)展需要，堅持試點(diǎn)先行，強化科技創(chuàng )新，大膽探索新應用場(chǎng)景，為江蘇高質(zhì)量發(fā)展“充電”賦能。
由點(diǎn)及面 向“新”破局
隨著(zhù)新能源汽車(chē)保有量持續提升，未來(lái)配套的充能站會(huì )是什么模樣?走進(jìn)常州或可尋找到答案。
在常州五星智慧充電站，62個(gè)車(chē)位分成三排，分別對應交流慢充、直流超充等不同需求。不遠處的休閑區里配備自動(dòng)售貨機、桌椅等設施，可供車(chē)主等待休息。整個(gè)場(chǎng)站的車(chē)棚上都安裝有光伏組件，不僅可自發(fā)自用，配合儲能、V2G(電動(dòng)汽車(chē)給電網(wǎng)送電)等設備，還能在必要時(shí)變充電站為“發(fā)電站”。
這種融合了充電與發(fā)電兩種形態(tài)的微電網(wǎng)形態(tài)，是新型電力系統的一個(gè)縮影。
“如果說(shuō)傳統電網(wǎng)是一條由電源到負荷的單行線(xiàn)，新型電力系統就好比是一條可變車(chē)道，它能夠根據情況快速調整，具有清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能等特征。”國網(wǎng)江蘇電力發(fā)展部主任蘇大威說(shuō)。
從傳統到新型，電網(wǎng)質(zhì)態(tài)之變的背后是能源結構的深刻轉型。
隨著(zhù)“雙碳”目標的實(shí)施推進(jìn)，我國新能源占比逐步提升。但以風(fēng)電、光伏為代表的新能源受外部環(huán)境影響大，發(fā)電不穩定，對原有電網(wǎng)帶來(lái)挑戰。作為能源消費大省和傳統能源資源小省，江蘇是國內典型的受端省份，近年來(lái)火電增量有限，需要加大區外電力入蘇力度;作為沿海省份，江蘇新能源發(fā)展前景廣闊，對新能源消納和用能穩定提出了更高要求;作為制造業(yè)大省，江蘇出口型企業(yè)眾多，綠色生產(chǎn)訴求強烈。多重約束下，加快構建新型電力系統成為國網(wǎng)江蘇電力的一道“必答題”。
道阻且長(cháng)，行則將至。作為江蘇電力基礎設施建設主力軍，國網(wǎng)江蘇電力從一批試點(diǎn)項目著(zhù)手，不斷總結經(jīng)驗做法，推廣復制。
圖為在國網(wǎng)揚中市供電公司，工作人員正在介紹新型電力系統建設。資料照片
揚中，江蘇最大江中島、最小縣級市。自2015年提出的綠色能源島建設以來(lái)，當地加大分布式光伏建設力度，已完成并網(wǎng)超1.3萬(wàn)戶(hù)，光伏裝機滲透率超80%。“光伏白天發(fā)電多，有時(shí)都用不完，到了夜間停止發(fā)電，但居民用電需求又開(kāi)始提升，大幅波動(dòng)對電網(wǎng)穩定性帶來(lái)沖擊。”國網(wǎng)揚中市供電公司的工作人員金鵬飛說(shuō)。
直面難題，當地在江蘇率先探索光儲一體構網(wǎng)型儲能技術(shù)，用城市級“充電寶”——儲能電站存儲光伏發(fā)出的電能，并在需要時(shí)替代大電網(wǎng)，獨立維持一定區域內供電，區域內光伏就地消納率從60%提升至90%。如今相關(guān)探索已在江蘇更多地區復制推廣。
在淮安金湖，當地搭建縣域電網(wǎng)8760時(shí)序仿真平臺，引導政府有序開(kāi)發(fā)風(fēng)光資源，精準招引15萬(wàn)千瓦電網(wǎng)側儲能落地并網(wǎng)。在揚州，平安移相器已安全運行500余天，優(yōu)化電網(wǎng)潮流分布，為國內新能源裝機多、電網(wǎng)飽和度高等地區源荷就地平衡提供經(jīng)驗。
不單著(zhù)眼解決當下難題，國網(wǎng)江蘇電力更將目光投向未來(lái)。
在蘇州吳江區，一項名為中低壓直流配用電系統示范工程已安全運行3年多。不少老百姓并沒(méi)有感覺(jué)用電出現變化，這在國網(wǎng)蘇州供電公司配網(wǎng)管理部高級工程師董曉峰眼里，恰恰說(shuō)明示范的成功。“交流電經(jīng)濟方便、安全性高，是當前全球主流，但直流電轉換環(huán)節少、輸送效率高，能更好滿(mǎn)足未來(lái)新能源大量并網(wǎng)、以電動(dòng)汽車(chē)為代表的直流負荷快速發(fā)展需要。”
瞄準全球前沿，項目自2020年啟動(dòng)建設以來(lái)，已構建市政、數據中心等6大典型場(chǎng)景的示范應用，初步形成從技術(shù)到產(chǎn)品再到服務(wù)的中低壓直流供用電生態(tài)，與之而來(lái)的直流電優(yōu)勢也在逐步顯現。“通過(guò)改造減少交直流轉換環(huán)節，生產(chǎn)線(xiàn)能量損耗至少降低2%，平均每月可節約電費3萬(wàn)元，每年可減排二氧化碳500噸。”泓晟塑膠科技(蘇州)有限公司董事長(cháng)蔡鳳琴說(shuō)。據悉，該項目已立項國際標準5項，為探索新型電力系統建設提供“江蘇樣板”。
點(diǎn)滴創(chuàng )新正從微電網(wǎng)到配電網(wǎng)再到主干網(wǎng)加速傳導。目前，國網(wǎng)江蘇電力規劃建設的揚鎮直流一期工程已經(jīng)建設完畢，揚鎮直流二期工程正在加緊建設，推動(dòng)主干網(wǎng)向交直流混聯(lián)轉型升級。
統籌推進(jìn) 擔當創(chuàng )新
從白鶴灘到江蘇，超2000公里的輸電線(xiàn)路每年可傳輸超300億千瓦時(shí)的清潔電能，滿(mǎn)足蘇州全市近半用電需求。如此大體量的能量轉移，離不開(kāi)“重量級”設備。
在位于蘇州市的姑蘇換流站，多個(gè)三層樓高的巨型柔直閥一字排開(kāi)，輾轉騰挪都需要鐵軌輔助。該站副站長(cháng)朱曉峰告訴記者，這些自主研發(fā)的設備好比一個(gè)個(gè)開(kāi)關(guān)，可控制電力精準流動(dòng)。“常規直流輸電像跑火車(chē)，雖然容量大、損耗低，但只能在軌道上行駛。有了柔直閥后，直流輸電控制靈活、系統支撐能力強，更像開(kāi)越野車(chē)，遇到較差的路況也能應對。”
建設新型電力系統建設離不開(kāi)新技術(shù)、新裝備支撐，也需要相關(guān)政策、服務(wù)探索新模式、新業(yè)態(tài)，而“新”，往往伴隨著(zhù)未知風(fēng)險。
江蘇經(jīng)濟體量占全國約十分之一，身處其中的國網(wǎng)江蘇電力深刻認識到新型電力系統建設“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，堅持安全第一，先立后破，統籌考慮效率與風(fēng)險，扛起央企的使命擔當。
在新技術(shù)上堅持“敢闖”“敢試”。
不久前，江蘇首座海島型變電站——110千伏陽(yáng)光島變電站正式送電投運。與一般變電站不同，它深入海中十多公里，需要克服風(fēng)力大、降水多、鄰近地震帶、海水腐蝕性強等困難。直面挑戰，國網(wǎng)如東縣供電公司在深入研判后，采取“島站+隨橋電纜”建設方案，創(chuàng )新應用136個(gè)柔性支架支撐電纜蛇形排布，解決海島長(cháng)距離輸電的難題。“項目投運后，可滿(mǎn)足每年超過(guò)2000萬(wàn)噸的LNG周轉用能需求，更好助力長(cháng)三角地區的能源綠色低碳轉型和高質(zhì)量發(fā)展。”該公司總經(jīng)理曹岑說(shuō)。
在新業(yè)態(tài)上堅持合作、共贏(yíng)。
地處黃海之濱的連云港市，肩負高水平建設東西雙向開(kāi)放門(mén)戶(hù)、“一帶一路”重要支點(diǎn)的重要使命。為助力當地踐行綠色發(fā)展，并向外傳播“中國方案”，2010年至今，在國網(wǎng)江蘇電力的支持下，連云港港加快建設岸電系統，一掃港口“油煙味”，也幫助船東節能減排。“港口提供場(chǎng)地，我們提供技術(shù)，雙方精誠合作，共同推進(jìn)低碳港口建設試點(diǎn)。”國網(wǎng)連云港供電公司市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部主任李偉說(shuō)。據悉，連云港港已建成16套高壓岸電系統，累計使用清潔岸電超1000萬(wàn)度。
在新機制上堅持著(zhù)眼長(cháng)遠、服務(wù)地方。
近年來(lái)，國網(wǎng)江蘇電力遵循“政策支持市場(chǎng)先期培育、完善機制促進(jìn)市場(chǎng)后續發(fā)展”的政府市場(chǎng)協(xié)同方案，已經(jīng)服務(wù)政府出臺電力保供、新能源發(fā)展、儲能推廣、分時(shí)電價(jià)等一系列制度成果。“作為央企，我們既要充分發(fā)揮科技創(chuàng )新、安全支撐的作用，當好新型電力系統現代產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(cháng)，也要統籌推進(jìn)電網(wǎng)轉型與管理變革。”蘇大威說(shuō)。
在今夏的高溫天氣里，江蘇最大用電負荷一度高達1.47億千瓦，依托新型電力系統支撐與政企協(xié)同配合，江蘇電網(wǎng)重要設備零過(guò)載、穩產(chǎn)保供最優(yōu)化。
目前，國網(wǎng)江蘇電力在探索新一代調度運行技術(shù)等技術(shù)支撐的同時(shí)，正強化廠(chǎng)網(wǎng)協(xié)同、政企協(xié)調等機制創(chuàng )新，為未來(lái)推動(dòng)新型電力系統建設應用打下基礎。
日拱一卒 逐夢(mèng)未來(lái)
在南京500千伏東善橋變電站內，每天都會(huì )有一臺高約50厘米的機器狗來(lái)回巡檢。它由國網(wǎng)南京供電公司和南瑞繼保共同研發(fā)，能夠適應草地、鵝卵石路面等多種地形。結合機器視覺(jué)和大數據等技術(shù)，它還能識別變電站內設備有無(wú)外觀(guān)缺陷、發(fā)熱及內部故障等情況。
“整個(gè)變電站有13個(gè)足球場(chǎng)大，1900個(gè)設備，有了機器狗助力，我們現場(chǎng)運維效率提升超50%。”變電站值班員曲楠說(shuō)。
從人工巡檢到機器巡檢，表面看變的是巡檢主體，實(shí)際上變的是整個(gè)運維邏輯。
新型電力系統不單是從物理電網(wǎng)層面重構了傳統“源、網(wǎng)、儲、荷”等要素組成，它所應用的數字技術(shù)，更從控制、應用等層面加快電力系統架構體系重塑。“這種變革已在一些領(lǐng)域顯現出了顛覆性潛力。”國網(wǎng)蘇州供電公司變電運維中心黨總支書(shū)記周濤說(shuō)。
走進(jìn)國網(wǎng)蘇州供電公司運維大廳，有一座數字變電站，大到場(chǎng)站布局，小到設備尺寸都同數十公里外的220千伏郭巷變電站“一模一樣”。通過(guò)增強現實(shí)等技術(shù)，運維人員不單能遠程操控機器人開(kāi)展運營(yíng)維護，更能通過(guò)傳感器、攝像頭等記錄下來(lái)的信息，提前預判設備可能出現的故障，實(shí)現從事后處置向事前維保轉型。“未來(lái)的新型電力系統會(huì )比當前結構更加復雜，出現的問(wèn)題也會(huì )更多，要想保障電網(wǎng)安全運行，能夠智能感知、智慧調控的智能化系統必不可少。”周濤說(shuō)。
利用無(wú)人機參與高壓線(xiàn)路架設，創(chuàng )新應用充電機器人提升充電場(chǎng)站運行效率，在江蘇，新型電力系統建設正與越來(lái)越多的科技創(chuàng )新成果同頻共振，讓普通人也能感受到由此催生的綠色生活。
距離“力爭2060年前實(shí)現碳中和”目標還有一段時(shí)間，但位于鹽城的怡寧能源科創(chuàng )產(chǎn)業(yè)園卻已初具“近零碳”格局。在這里，走路都能發(fā)電，使用新能源汽車(chē)、參與公益跑等活動(dòng)還能獲得“碳分”，用以購買(mǎi)商品和服務(wù);數字技術(shù)賦能的智慧運營(yíng)中心還能遠程控制空調等設備，助力企業(yè)低碳運行。“園區已入駐單位12家，我們希望通過(guò)一系列示范應用，讓每個(gè)人都能感受到綠色生活、生產(chǎn)的未來(lái)場(chǎng)景，自覺(jué)參與到綠色發(fā)展中。”江蘇怡寧能源集團有限公司董事長(cháng)王國平說(shuō)。
日拱一卒、聚沙成塔，一個(gè)個(gè)在實(shí)戰中總結出來(lái)的創(chuàng )新正在編織江蘇新型電力系統未來(lái)圖譜，為區域發(fā)展賦能。
不久前，無(wú)錫錫東新城商務(wù)區管委會(huì )與國網(wǎng)無(wú)錫供電公司簽署錫東新城“雙碳”先導區新型電力系統戰略合作框架協(xié)議，雙方將致力于構建高水平新型能源系統，不斷優(yōu)化綠色能源結構，提高能源使用效率。
從試點(diǎn)轉向實(shí)戰，江蘇新型電力系統建設正在提速。據悉，國網(wǎng)江蘇電力將圍繞“源網(wǎng)荷儲新實(shí)踐、政策市場(chǎng)新業(yè)態(tài)、數字賦能新價(jià)值、調度運行新體系”等方面全方位開(kāi)展研究探索，推動(dòng)新型電力系統建設的方案構想轉化為現實(shí)。(記者 朱程)
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