中國儲能網(wǎng)訊：國網(wǎng)浙江省電力有限公司積極落實《加快構建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024-2027年）》，立足浙江“山海多能互補電源集群”特征，發(fā)揮浙江“區(qū)域電網(wǎng)互濟樞紐”和“能源智慧調節(jié)樞紐”的基礎優(yōu)勢，緊扣綠色、安全、經(jīng)濟轉型方向，創(chuàng)新提出要構建大受端下大消納、大樞紐下大調節(jié)、大經(jīng)濟下大支撐等三大省級重要場景。
今起，我們聯(lián)合公司發(fā)展策劃部、國網(wǎng)浙江經(jīng)研院，推出系列文章，解析國網(wǎng)浙江電力構建新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)重要場景的構建思路。
浙江是資源小省，但作為經(jīng)濟大省，用能需求高，GDP和最高用電負荷分別位列第四、第三位，能源供應需要大量外部輸入支持。電力是地區(qū)高質量發(fā)展、現(xiàn)代化先行最核心的要素之一，既是能源綠色低碳發(fā)展主要形式，也是保障安全可靠供應的重要力量。
緊扣浙江區(qū)外清潔電跨區(qū)配置需求高、區(qū)內山海電源發(fā)展聯(lián)系強、多類型清潔電源互補潛力大等特點，國網(wǎng)浙江電力積極擁抱新能源快速發(fā)展契機，堅持“電從遠方來，也從身邊來”的思路，推動增加跨區(qū)通道，做大區(qū)外受入總量，全力提升新能源消納能力，構建受端電網(wǎng)大消納場景，走好能源綠色低碳轉型之路。
能源結構轉型進入深水期
以全國1%的土地、4.7%的人口和5.4%的能源消費總量，創(chuàng)造了全國6.4%的國內生產(chǎn)總值。在2023年8月舉行的浙江高水平推進生態(tài)文明建設先行示范新聞發(fā)布會上，浙江省發(fā)展改革委主任杜旭亮在回答媒體有關綠色低碳轉型發(fā)展提問時給出了這組數(shù)據(jù)。
浙江用能需求持續(xù)高位運行。過去二十年來，浙江以8.8%的用電增速，支撐了全省9.6%的年均GDP增長率。今年前9個月，浙江全社會用電量達5115億千瓦時，同比增速達10.55%，其中工業(yè)用電量3275億千瓦時，同比增長8.7%。
今年夏季用電高峰，浙江最大負荷沖上了1.23億千瓦，同比增長11.8%。用電負荷“雙峰”特點更加明顯，原本的午間低谷用電需求增加、負荷曲線“由凹變凸”，晚間高峰用電需求集中、爬升快，保供壓力和尖峰負荷的應對壓力日益加劇。綜合分析預計，浙江用電負荷仍將保持較快速度增長，而今年的峰值很可能就是明后年的常態(tài)。未來短時尖峰、高峰負荷的安全保障仍然需要科學有效應對。
電從遠方來，來是清潔電。
浙江一次能源資源有限，化石能源自給率不足5%，電力能源對外需求高也促成了外部清潔電能入浙消納?！笆奈濉币詠碚憬鈦黼姳壤掷m(xù)在三分之一以上，最高達到日負荷的四成以上；外來清潔電量比例保持36%以上，并隨著省內購買更多清潔電，這一比例持續(xù)提升。特高壓直流對保供發(fā)揮“頂梁柱”支撐作用，至2024年10月底，賓金、靈紹、白浙等三大“西電東送”特高壓直流工程已累計向浙江輸電超7000億千瓦時，有效緩解了省內供需緊張形勢，形成西部外來電和東部沿海電源群為支撐的供應格局，實現(xiàn)安全保供、清潔保供、穩(wěn)價保供并舉。
電也從身邊來，就近保供應。
近年來，三門核電一期、仙居抽水蓄能電站、浙能樂清電廠等重大項目陸續(xù)投產(chǎn)，有效提升大型常規(guī)能源保供能力。新能源成為電力保障新力量，風光新能源裝機增長率連續(xù)三年超30%，能源結構轉型加快演變。6月底，浙江清潔能源裝機達7118萬千瓦，占全省電力裝機總量的52%，首次超過火電機組容量。其中，新能源裝機占比超全省裝機容量的三分之一。
新能源的高比例接入，也存在“晚峰無光、極熱無風”的另一面，帶來高峰保供平衡難、平時消納壓力大等新特點新難題。面向新能源發(fā)展不確定、運行不確定、穩(wěn)定特性不確定等問題，國網(wǎng)浙江電力依托示范區(qū)建設，持續(xù)攻關充裕保供、安全穩(wěn)定新課題，實現(xiàn)了今年平穩(wěn)度夏，保持了省內風光新能源100%消納。新能源、外來電的“兩多”發(fā)展形勢，也要求深化構建和完善受端電網(wǎng)大消納場景。
融入全國清潔能源消納大局
7月29日，國家電網(wǎng)宣布甘肅至浙江±800千伏特高壓直流輸電工程開工建設。該工程是國家“十四五”重點輸電工程，是保障浙江電力可靠供應的戰(zhàn)略支撐性項目。
工程配套接入電源1520萬千瓦，其中新能源1120萬千瓦，占比73.7%，是首條入浙的以新能源為主體的特高壓直流。投運后，預計每年可向浙江輸送電量超360億千瓦時。
國家層面已把以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地的建設作為新能源發(fā)展的重中之重，也將是未來浙江外來電重要來源。甘肅作為我國新能源綜合開發(fā)利用示范區(qū)，能源資源種類齊全，風能、太陽能技術可開發(fā)量分別居全國第四、第五位，是我國重要的清潔能源基地和西電東送的主通道。甘電入浙工程的開工建設，將為甘肅清潔能源大基地的消納提供強有力支撐。
工程還將首次采用特高壓柔性直流輸電技術，其核心設備是國際首創(chuàng)的大容量IGBT和換流變，代表著電力工業(yè)換流的最高技術等級，該技術能實現(xiàn)電流反向傳輸和毫秒級控制，支持送受兩端能源互濟?！案收阒绷鳌钡慕ㄔO也將為今后“沙戈荒”基地新能源大規(guī)模穩(wěn)定外送提供示范。
在積極布局特高壓直流入浙的同時，國網(wǎng)浙江電力科學統(tǒng)籌省內電源與外來電，加強省內特高壓交流骨干網(wǎng)架建設，著力構建內部互補疏散，跨區(qū)互濟配置的高承載電網(wǎng)。從能源布局看，浙江源荷逆分布特征明顯，浙東南核電、浙東海上風電及浙西南抽蓄等清潔能源基地正在大規(guī)模建設，浙北則是浙江負荷中心，500千伏主網(wǎng)架無法完全滿足接入和傳輸。打通浙江的“西電東送”、“南電北送”通道，實現(xiàn)能源資源的省域范圍優(yōu)化配置，打造省內成環(huán)的特高壓交流電網(wǎng)提上日程。
今年6月，浙江特高壓交流環(huán)網(wǎng)工程完成環(huán)評公示，進入開工前準備工作。該工程起于浙北嘉興，途經(jīng)浙中寧紹、浙南臺溫，止于金衢麗的浙南站，網(wǎng)架結構T型向環(huán)形升級，形成一條高輸送能力的電力“立交橋”，讓南北的電氣距離縮短一半以上，在電網(wǎng)遇到失去電壓支撐、產(chǎn)生功率缺額的關鍵時刻能夠“南北互助頂?shù)米 薄?
特高壓環(huán)網(wǎng)工程建成投產(chǎn)后，可將浙江電網(wǎng)特高壓直流的承載能力由現(xiàn)在的3回提升至6回，為“十四五”后浙江第五、第六回特高壓直流提供先決條件，讓直流落點的選擇更靈活。而隨著骨干網(wǎng)架的不斷完善，國網(wǎng)浙江電力還將深化“廣義短路比”研究應用，不斷融入直流饋入安全穩(wěn)定等新機理，確保網(wǎng)架堅強、安全受入，積極融入全國清潔能源消納大局。
高質量消納分布式光伏
浙江是分布式光伏建設大省。截至2024年9月底，浙江光伏總裝機容量4229萬千瓦，其中分布式光伏3493.3萬千瓦，占比82.6%，也是浙江第一大新能源裝機。
浙江光伏電源發(fā)展速度快、潛力大，可開發(fā)量超2億千瓦。面向未來可預見的海量分布式光伏，亟待解決更精準預測、更可持續(xù)消納、更經(jīng)濟高效運維等問題。國網(wǎng)浙江電力從貫通能源鏈、聚合數(shù)字鏈、創(chuàng)新價值鏈三個維度出發(fā)，在提升并網(wǎng)服務水平、建立光伏全鏈條管理模式、健全光伏入市配套機制等方面積極探索，保障高質量消納。
首先，開展光伏發(fā)電高精準氣象聯(lián)合預測研究與實踐。
通過互聯(lián)網(wǎng)大區(qū)接入墨跡天氣、省氣象服務中心等多源數(shù)據(jù)，對于集中式光伏電站，建立基于動態(tài)聚合分析的新能源集群功率預測模型。對于接入配電網(wǎng)的10千伏和380/220伏分布式光伏，按照縣域、母線、臺區(qū)進行分層分級信息建模，并按照氣象資源監(jiān)測點布局進行網(wǎng)格劃分預測。
同時，引入人工智能算法，創(chuàng)新“微氣象和網(wǎng)格化”的分區(qū)功率預測方法，構建高精度新能源功率預測平臺，預報數(shù)據(jù)的空間分辨率提高至1公里級別。目前，該技術已在全省試點應用，光伏、風電預測率提升至97%、92%左右。
其次，解決超高滲透率接入消納問題。
為安全有序消納高比例分布式光伏，從規(guī)范接入、平滑出力、精準預測、諧波治理四個環(huán)節(jié)對新能源進行規(guī)范化管理，引導分布式光伏健康有序發(fā)展，減少對電網(wǎng)的沖擊。
建設分布式光伏群控群調系統(tǒng)，實現(xiàn)對分布式光伏無功（即電壓）的自動優(yōu)化調節(jié)，提升對分布式光伏的可觀、可測、可調、可控“四可”水平。同時，為滿足高比例分布式光伏對配電網(wǎng)承載能力提出的更高要求，主要從網(wǎng)架提升和數(shù)智化改造兩方面著手，對網(wǎng)架進行標準化建設和差異性優(yōu)化，形成堅強網(wǎng)架建設模式，推進電網(wǎng)設備自動化和智能運維“雙升級”。以浙江海寧尖山為例，該技術的運用讓該區(qū)域在超高光伏滲透率下實現(xiàn)全消納。
第三，構建光伏高效運維和智慧結算體系。
國網(wǎng)浙江電力自主開發(fā)了智能光伏運維系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對分布式光伏電站輸出功率的差異化實時檢測，是包含一整套面向光伏電站的人工智能算法系統(tǒng)。每一塊光伏板是否“健康”均在時時掌握中，聯(lián)動無人機、屋頂清洗機器人，可以實現(xiàn)光伏運維高效、精準。系統(tǒng)應用以來，光伏發(fā)電有效利用小時數(shù)比社會平均提高了80小時。
針對光伏結算多環(huán)節(jié)、多主體等難題，創(chuàng)新開發(fā)了“陽光掌柜”智慧結算系統(tǒng)，實現(xiàn)全域光伏全流程自動開票服務，大力提升業(yè)財融合效率，極大降低財務工作壓力，保障開票信息的準確性和實時性，節(jié)省企業(yè)運營成本。此外，圍繞新能源市場化發(fā)展需求，不斷探索推出綠電交易、碳資產(chǎn)委托交易、綠色金融貸款、光伏資產(chǎn)信用抵押等相關的服務，激活新能源產(chǎn)業(yè)市場化發(fā)展新動能。
向海開發(fā)“電力藍色油田”
“電從海上來”是未來浙江電力能源自給能力提升的重要來源。
浙江擁有全國最長海岸線6486公里，沿海大核電、大海風、大火電、灘涂光伏及海洋能等理論可開發(fā)量超4億千瓦，這里將是浙江未來重要新型能源開發(fā)基地。
浙江在海上風電開發(fā)上均具有一定的自然資源優(yōu)勢，考慮相鄰的國管海域，海上風電理論可開發(fā)容量達到2.5億千瓦時，是浙江名副其實的“電力藍色油田”。如何把4000利用小時數(shù)的億級千瓦海上風電轉變?yōu)檎憬茉吹闹涡粤α?，破解好海上能源基地大消納問題，是新時期浙江新型電力系統(tǒng)構建的重要使命。
第一步，總體謀劃，一盤棋考慮，不讓“風”等“網(wǎng)”。根據(jù)《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》，到“十四五”末，浙江風電裝機將達到640萬千瓦以上，新增裝機450萬千瓦以上，主要為海上風電。對此，國網(wǎng)浙江電力將重點在寧波、溫州、舟山等海上風電開發(fā)規(guī)模集中區(qū)域配套開展新能源輸電規(guī)劃。到2027年，浙江海上風電500千伏配套送出222公里，220千伏310公里，總投資將達到27億元。屆時，浙江海上風電年發(fā)電量將達到460億千瓦時。
第二步，科學分析，精準預防，不讓“風”誤“網(wǎng)”。海上風電因其電力電子特性對系統(tǒng)穩(wěn)定并不“友好”，大規(guī)模并網(wǎng)容易造成系統(tǒng)寬頻振蕩以及電壓諧波等問題。極端情況下，海上風電因其同步特性弱，容易發(fā)生集體脫網(wǎng)，可能造成大停電事故。國網(wǎng)浙江電力建成了國內首個省域新型電力系統(tǒng)全電磁實時仿真平臺，針對未來大規(guī)模海上風電開發(fā)、并網(wǎng)的方向，該平臺可以事前精準仿真不同運行狀態(tài)下電網(wǎng)可能面臨的風險，同時研判系統(tǒng)薄弱點，提出預防措施。該平臺成為海上風電規(guī)模化開發(fā)的“安全分析師”。
第三步，加快前沿技術研發(fā)，推動產(chǎn)業(yè)升級，不讓“風”離“網(wǎng)”。柔性低頻輸電技術是一種兼具交、直流輸電優(yōu)勢的新型輸電技術，在海上風電等大規(guī)模新能源送出場景具有廣泛應用前景。此前，國網(wǎng)浙江電力已在臺州建成投運世界首個柔性低頻輸電示范工程，實現(xiàn)了海島低頻風機直接并入陸上主網(wǎng)，為后續(xù)柔性低頻輸電技術用于深遠海上風電“到岸”提供了技術儲備。下階段，國網(wǎng)浙江電力將持續(xù)探索多端柔性直流在海洋新能源開發(fā)上的場景應用，研究新型海上能源匯集形式和各類海上風電主動組網(wǎng)技術，推動多功能風電母港建設，進一步解決中遠海風電資源的送出難、消納難問題。
