隨著我國能源革命的推進(jìn),新能源和清潔能源蓬勃發(fā)展,如何構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng),正成為支撐我國新能源發(fā)展的關(guān)鍵。中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司(簡稱“南方電網(wǎng)”)以數(shù)字電網(wǎng)為抓手,積極探索以數(shù)字化、綠色化協(xié)同促進(jìn)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè),著力破解能源“不可能三角”,為“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的“主戰(zhàn)場”提供關(guān)鍵支撐。
新技術(shù):以數(shù)字電網(wǎng)破解“不可能三角”
“在過去,安全、綠色、經(jīng)濟(jì)被稱為電力領(lǐng)域的‘不可能三角’。如今,數(shù)字電網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新破解了這一難題。”南方電網(wǎng)總經(jīng)理助理、總信息師、數(shù)字化部總經(jīng)理吳小辰說。
風(fēng)、光雖好,卻要“看天吃飯”。吳小辰說,新能源隨機(jī)性、間歇性、波動性顯著,難以穩(wěn)定可靠供電,極端天氣可能停擺。新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)后,給電網(wǎng)安全運行帶來巨大挑戰(zhàn)。而數(shù)字電網(wǎng)可通過超大規(guī)模信息連接和數(shù)據(jù)處理能力,實現(xiàn)大規(guī)模電力電子設(shè)備與傳統(tǒng)電氣設(shè)備聯(lián)合控制,確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;通過數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)對海量設(shè)備運行的協(xié)同優(yōu)化、多方主體自主聯(lián)合調(diào)節(jié),從而提升整體效率,降低系統(tǒng)運行成本和管理成本。
今年3月13日凌晨,受強(qiáng)冷空氣影響,廣西風(fēng)電最大出力超過700萬千瓦。但白天隨著冷空氣過境,風(fēng)電出力急劇下降到僅27萬千瓦,風(fēng)電波動幅度接近日用電負(fù)荷的三分之一。廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心水電及新能源科經(jīng)理卓毅鑫說,得益于強(qiáng)大的算法,電力部門準(zhǔn)確預(yù)測出電力供應(yīng)走勢,通過優(yōu)化區(qū)內(nèi)水電、火電出力曲線,有力保障了電力供應(yīng)平穩(wěn)有序。
“構(gòu)建新型電力系統(tǒng),清潔低碳是目標(biāo),安全充裕是前提,經(jīng)濟(jì)高效是關(guān)鍵。”吳小辰說,數(shù)字電網(wǎng)可通過強(qiáng)大的人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù),對包括新能源在內(nèi)的各類能源發(fā)電和用電負(fù)荷精準(zhǔn)預(yù)測,配合對海量調(diào)節(jié)資源精準(zhǔn)調(diào)度,實現(xiàn)多時空的實時供需平衡。
為確保新能源應(yīng)發(fā)盡發(fā),南方電網(wǎng)把海量的智能傳感器部署到電網(wǎng)設(shè)備上,實時采集設(shè)備運行數(shù)據(jù),并依托“數(shù)據(jù)+算力+算法”形成的“數(shù)字孿生電網(wǎng)”和“算力大腦”,高效統(tǒng)籌電源、電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能,有效破解了新能源隨機(jī)性、波動性、間歇性和功率預(yù)測難題。
新供給:新增電源超八成為非化石能源
“清潔低碳是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心目標(biāo),加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、促進(jìn)能源低碳發(fā)展是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要任務(wù)。”南方電網(wǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)、戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)理鄭外生說,公司積極發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)化配置平臺作用,推動能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,全力做好新能源并網(wǎng)服務(wù),推動新型儲能規(guī)?;瘧?yīng)用,促進(jìn)清潔能源科學(xué)消納。
能源結(jié)構(gòu)更綠色。南方電網(wǎng)堅持集中式和分布式、陸上與海上并舉,推動風(fēng)電、光伏規(guī)模大幅提升,西南水電基地加快開發(fā)和沿海核電安全穩(wěn)妥發(fā)展。截至2023年9月,南方五省區(qū)新增非化石能源裝機(jī)2394萬千瓦,占新增總裝機(jī)的81.5%,高于我國平均水平近10個百分點,南方五省區(qū)清潔電源供給格局基本形成。
新能源并網(wǎng)更高效。新能源發(fā)得出,還要供得上、用得好。南方電網(wǎng)積極服務(wù)新能源并網(wǎng),大力簡化并網(wǎng)手續(xù),優(yōu)化服務(wù)流程,大幅縮短辦理時限,建成新能源管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)新能源并網(wǎng)服務(wù)“一網(wǎng)通辦、一網(wǎng)通查、一網(wǎng)通答”。
新型儲能發(fā)展更快。新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和重要裝備。南方電網(wǎng)積極推動新型儲能多場景應(yīng)用,推動新型儲能規(guī)?;l(fā)展布局,申報建設(shè)新型儲能領(lǐng)域國家制造業(yè)創(chuàng)新中心。截至2023年6月,南方區(qū)域新型儲能裝機(jī)達(dá)到128萬千瓦,并建成投產(chǎn)梅州寶湖儲能電站等一批標(biāo)志性項目。
新機(jī)制:源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展
值得肯定的是,南方電網(wǎng)積極推進(jìn)南方區(qū)域電力市場建設(shè),推動多層次市場的協(xié)同運行,利用市場機(jī)制引導(dǎo)源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展、挖掘靈活資源調(diào)節(jié)潛力、促進(jìn)電力安全可靠供應(yīng)和新能源高效消納。
南方電力現(xiàn)貨市場是全國首個投入試運行的電力現(xiàn)貨市場。來自廣東電力現(xiàn)貨市場的數(shù)據(jù)顯示:2021年11-12月,煤價高企、電力供應(yīng)緊張,現(xiàn)貨均價漲至0.682元/千瓦時。2022年5-6月,煤價回落、電力供應(yīng)能力提升,現(xiàn)貨均價回調(diào)至0.432元/千瓦時。
在加快建設(shè)全國統(tǒng)一大市場的背景下,南方電網(wǎng)于2022年7月啟動南方區(qū)域電力市場試運行,成為全國首個進(jìn)入試運行的區(qū)域市場。經(jīng)過多輪測試、優(yōu)化,南方區(qū)域電力市場已基本具備電力現(xiàn)貨跨省區(qū)交易條件,預(yù)計今年年底前將實現(xiàn)結(jié)算試運行,電力現(xiàn)貨交易將覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南等五省區(qū)。今年開始,新能源也加入了現(xiàn)貨交易。上半年,廣東新能源發(fā)電參與電力現(xiàn)貨市場交易電量34.1億千瓦時,同比增長210%。
南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心黨委委員、副總經(jīng)理蔡葆銳認(rèn)為,新型電力系統(tǒng)面臨更頻繁的供需波動,如何經(jīng)濟(jì)高效地平衡供需將成為巨大挑戰(zhàn)。區(qū)域電力市場將通過價格信號引導(dǎo)市場主體行為,實現(xiàn)供需自平衡,提高電力系統(tǒng)運行的決策效率。發(fā)用電兩側(cè)積極響應(yīng)價格信號,可實現(xiàn)用電、火力發(fā)電、新能源發(fā)電之間的相互協(xié)同。
“實現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)是一場廣泛而深刻的變革。在這場變革中,能源是‘主戰(zhàn)場’,電力是主力軍,我們將加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng),努力為‘主戰(zhàn)場’提供關(guān)鍵支撐。”鄭外生信心十足地表示。