新型電力系統是新型能源體系的重要組成和實(shí)現“雙碳”目標的關(guān)鍵載體。國家電網(wǎng)有限公司爭當新型電力系統建設主力軍，統籌發(fā)展和安全，統籌保供和轉型，源網(wǎng)荷儲綜合施策，開(kāi)展了一系列探索和實(shí)踐，推動(dòng)新型電力系統建設從藍圖走向實(shí)景。
近日，公司發(fā)布新型電力系統示范標桿名單和典型案例集，包括系統類(lèi)示范標桿10項、項目類(lèi)示范標桿10項，涵蓋新型電力系統源、網(wǎng)、荷、儲、體制機制各環(huán)節。從理論方法到技術(shù)裝備，從運行模式到體制機制，公司量化建設成效，指導建設路徑，為加快打造一批可復制、可推廣、可借鑒的示范標桿提供依據和基礎。
發(fā)揮示范作用，以“小切口”解決“大問(wèn)題”
當前，以清潔低碳為方向的能源轉型步伐不斷加快。2023年，全國新能源新增裝機2.9億千瓦，相當于美國累計新能源裝機規模。今年，能源綠色低碳轉型繼續取得新突破，截至9月底，全國風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量共達12.5億千瓦，提前6年多實(shí)現我國在氣候雄心峰會(huì )上承諾的12億千瓦目標。
新能源發(fā)展步伐加快，給電力系統帶來(lái)前所未有的挑戰。清潔能源綠色屬性明顯，但也有先天劣勢——“靠天吃飯”，波動(dòng)性、不確定性大。如何統籌電網(wǎng)安全、電力供應和新能源消納？
習近平總書(shū)記強調，加快構建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統，更好推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命，保障國家能源安全。
順應能源綠色低碳轉型趨勢，公司發(fā)布構建新型電力系統行動(dòng)方案，推動(dòng)新型電力系統示范建設、新型電力系統2030重大技術(shù)問(wèn)題及攻關(guān)任務(wù)等一系列務(wù)實(shí)舉措落地實(shí)施。公司各單位大膽創(chuàng )新，聯(lián)合地方政府、發(fā)電企業(yè)、電力用戶(hù)等共同探索實(shí)施了一批多主體、跨專(zhuān)業(yè)的試點(diǎn)示范項目。
各地建設成效如何？有無(wú)評價(jià)標準？公司堅持因地制宜、先行先試、協(xié)同協(xié)作，構建了新型電力系統建設評價(jià)體系，并于今年6月起組織評選新型電力系統示范標桿。
“典型引路是構建新型電力系統的重要實(shí)踐方法，評選示范標桿是對公司新型電力系統建設工作的及時(shí)總結和提升。”國網(wǎng)發(fā)展部副主任張克介紹，“為此，我們構建了多維度、全環(huán)節評價(jià)指標池，從方向準確性、路徑科學(xué)性、措施可行性、進(jìn)程合理性四個(gè)方面差異化評價(jià)建設成效，量化分析現狀與目標差距，指導各地優(yōu)化建設方案。”
經(jīng)過(guò)材料申報、形式審核、初步評選、會(huì )議評審和網(wǎng)上公示，20項新型電力系統示范標桿“出爐”。典型案例圍繞新型電力系統特征，堅持問(wèn)題導向，聚焦各地新型電力系統發(fā)展面臨的形勢與挑戰，著(zhù)力解決電力保供、運行安全、新能源消納、源荷高效互動(dòng)等方面的關(guān)鍵問(wèn)題。
“入選案例更加注重實(shí)用性、創(chuàng )新性，且在實(shí)際運行中已取得明顯成效，對同類(lèi)場(chǎng)景具有較強的示范推廣價(jià)值。”張克說(shuō)，“目的就是以‘小切口’解決‘大問(wèn)題’。”
以西北電網(wǎng)為切口，看高比例新能源送端電網(wǎng)統籌優(yōu)化推進(jìn)保供應、穩外送、促消納，頗具代表性。
西北電網(wǎng)是我國首個(gè)以新能源為裝機主體的區域電網(wǎng)，目前新能源裝機規模2.69億千瓦，占總裝機容量的53.39%。國網(wǎng)西北分部突破高比例新能源送端電網(wǎng)多源協(xié)同控制關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)展新能源快速頻率響應實(shí)踐，推動(dòng)新能源一次調頻能力從無(wú)到有、從有到優(yōu)，在保障電網(wǎng)安全的基礎上提升新能源消納能力，將西北新能源發(fā)電量占比由2020年的18%提升至目前的30%左右。
新型電力系統示范標桿既聚焦破解電網(wǎng)發(fā)展新難題，也針對服務(wù)民生綠色用能。一批可復制、可推廣、可借鑒的典型案例落地見(jiàn)效：北京城市副中心以“引綠+賦數+提效+匯碳”為路徑推動(dòng)配電網(wǎng)轉型升級，江蘇實(shí)現基于基準站聚合感知的分布式光伏可觀(guān)可測，福建莆田湄洲島奔向“零碳”智慧生活……多元的能源供給、清潔的能源消費，在源網(wǎng)荷儲的協(xié)同發(fā)展中，能源轉型加速推進(jìn)，在觸手可及的變化中，人們擁抱更美好的生活。
科技創(chuàng )新引領(lǐng)，攻關(guān)新型電力系統關(guān)鍵技術(shù)
隨著(zhù)新型電力系統建設逐漸深入，多項技術(shù)研究進(jìn)入“無(wú)人區”，對科技創(chuàng )新提出現實(shí)迫切需求和長(cháng)遠戰略要求。公司準確把握“十四五”至“十五五”這一新型電力系統建設關(guān)鍵期、技術(shù)創(chuàng )新窗口期，堅持目標導向和問(wèn)題導向，加快推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)、核心產(chǎn)品迭代升級和新技術(shù)智慧賦能，打造原創(chuàng )技術(shù)策源地。
冬日壩上，數千臺風(fēng)機葉片轉動(dòng)，成片的光伏發(fā)電設備平穩運行。壩上，新能源大規模匯集輸送；壩下，高占比新能源就地利用。河北張家口是觀(guān)察大型新能源基地新型電力系統建設實(shí)踐的典型切口。
張家口新型電力系統要素齊全：源側，可再生能源裝機占總裝機的86.1%，是全國非水可再生能源裝機第一大市；網(wǎng)側，±500千伏張北柔性直流輸電示范工程、1000千伏張北—雄安特高壓交流輸變電工程和500千伏交流網(wǎng)架構成交直流相融的送端電網(wǎng)；荷側，地區負荷連續十年創(chuàng )新高，新能源汽車(chē)、分布式儲能等新型負荷大量接入；儲側，謀劃建設以抽水蓄能為支撐的千萬(wàn)千瓦儲能示范基地。國網(wǎng)冀北電力有限公司推動(dòng)構網(wǎng)型柔性直流示范、“新能源+調相機+儲能”靈活送端系統示范等重大工程取得突破，以科技創(chuàng )新破解新能源發(fā)展難題。
強化創(chuàng )新引領(lǐng)是示范標桿的評選原則之一。其中，項目類(lèi)示范標桿聚焦“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地外送能力提升、構網(wǎng)型技術(shù)應用、新型輸電技術(shù)及空調負荷控制技術(shù)研發(fā)等，取得了一批具有自主知識產(chǎn)權的原創(chuàng )成果。這些成果既利當下，力求解決近期亟待突破的關(guān)鍵領(lǐng)域問(wèn)題，也謀長(cháng)遠，為能源轉型探索路徑。
電源側，新能源開(kāi)發(fā)向“沙戈荒”、深遠海等延伸。更多挑戰推動(dòng)新技術(shù)的研究與應用。
國網(wǎng)華北分部首創(chuàng )“大規模分布式調相機+新型避雷器+儲能”送出能力提升關(guān)鍵技術(shù)，將錫盟地區新能源送出能力由150萬(wàn)千瓦提升至600萬(wàn)千瓦?；诖诵纬傻捻椖砍晒脒x項目類(lèi)示范標桿。
“項目的入選對于指導‘沙戈荒’大型風(fēng)電光伏基地新能源規范化建設，解決弱送端新能源場(chǎng)站主動(dòng)支撐能力不足引起的暫態(tài)過(guò)電壓、寬頻振蕩等問(wèn)題提供了先行示范作用。”項目負責人李付強說(shuō)。
用戶(hù)側，新能源汽車(chē)、分布式儲能、數據中心等新型負荷不斷涌現，城市、鄉村圍繞電力供應“最后一公里”，以智慧配電網(wǎng)建設滿(mǎn)足新型負荷接入需求。
杭州電網(wǎng)是公司經(jīng)營(yíng)區域內最大的省會(huì )城市電網(wǎng)，能承載2500萬(wàn)千瓦負荷、承受300萬(wàn)千瓦干擾。在全國首個(gè)農村能源革命試點(diǎn)縣河南省蘭考縣，當地推動(dòng)光、儲、充、柔性負荷及微電網(wǎng)全面發(fā)展，以實(shí)現區域半自治為目標建設農村新型電力系統。
強化基礎理論研究、健全創(chuàng )新體制機制、加快關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、實(shí)現重大工程突破，公司以科技創(chuàng )新和機制創(chuàng )新為動(dòng)力，適應新型電力系統發(fā)展形態(tài)演進(jìn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)迭代與新型電力系統轉型協(xié)同發(fā)展。
數字化智能化賦能，形成電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能
能源革命與數字革命相融并進(jìn)，數字化智能化技術(shù)成為提升新型電力系統感知控制能力、加快形成電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能的有效手段。
公司將新型數字化技術(shù)、先進(jìn)信息通信技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)等廣泛應用于電網(wǎng)各環(huán)節、各領(lǐng)域，推動(dòng)電網(wǎng)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等核心業(yè)務(wù)加速數字化轉型，提升電網(wǎng)智能互動(dòng)和安全運行水平。
聚焦清潔低碳，“云”端服務(wù)新能源發(fā)展。全球規模最大的新能源云平臺累計接入新能源場(chǎng)站超650萬(wàn)座，基于云計算技術(shù)滾動(dòng)分析新能源消納能力，引導新能源科學(xué)開(kāi)發(fā)和合理布局，促進(jìn)新能源發(fā)電“量率齊升”。
聚焦安全充裕，仿真平臺“看清”大電網(wǎng)運行機理。公司建成國產(chǎn)化大型電力系統電磁暫態(tài)仿真平臺，仿真規模達上萬(wàn)節點(diǎn)，覆蓋輸電線(xiàn)路長(cháng)度超過(guò)150萬(wàn)千米，規模達上萬(wàn)節點(diǎn)，實(shí)現了對含多回直流和高比例新能源的大規模電網(wǎng)的電磁暫態(tài)仿真，徹底解決了大電網(wǎng)仿真“仿不了”“仿不準”“仿不快”的世界級難題。
聚焦經(jīng)濟高效，虛擬電廠(chǎng)“聚沙成塔”。依托新型電力負荷管理系統，國網(wǎng)寧夏電力有限公司建成虛擬電廠(chǎng)運營(yíng)管理平臺，聚合調節能力相當于3臺35萬(wàn)千瓦的火電機組，調動(dòng)負荷側資源以市場(chǎng)化形式參與電網(wǎng)調節。各類(lèi)離散資源“快上快下”，需求響應更柔性，參與主體更多元，為電網(wǎng)度夏添一份從容。
聚焦供需協(xié)同，柔控系統精細管理負荷。今年，重慶沙坪壩國家基本氣象站記錄的高溫日數達68天，重慶電網(wǎng)最大負荷達2837萬(wàn)千瓦，空調負荷占比高。“快速增長(cháng)的空調負荷已成為影響電力供需平衡的重要因素。我們建成國內首個(gè)城市級集群調控示范工程和首個(gè)省級柔控系統，通過(guò)空調負荷管理助力精準削峰保供。”國網(wǎng)重慶市電力公司營(yíng)銷(xiāo)部市場(chǎng)處副處長(cháng)王松介紹。
聚焦靈活智能，“市場(chǎng)的手”支撐系統平衡調節。近期寒潮來(lái)襲，多地用電負荷增長(cháng)，新能源發(fā)電出力波動(dòng)。在國內首個(gè)正式運行的省級電力現貨市場(chǎng)山西電力現貨市場(chǎng)，以?xún)r(jià)格為引導，煤電機組發(fā)電積極性提高，新能源消納空間充分釋放，靈活調節資源積極入市，支撐了電力保供。
新型電力系統建設是一項開(kāi)創(chuàng )性工作。從2021年發(fā)布行動(dòng)方案，到如今示范標桿落地見(jiàn)效，公司一步步探索新型電力系統建設路徑。新型電力系統建設時(shí)間跨度長(cháng)、涵蓋領(lǐng)域廣、涉及方面多，面向未來(lái)，發(fā)力提速、提質(zhì)，政府、電網(wǎng)、電源、用戶(hù)共同努力，將形成更多成果，為推動(dòng)能源轉型、建設美麗中國、服務(wù)人民美好生活再添動(dòng)力。
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