在我國推進(jìn)碳達峰、碳中和的大背景下，“主力軍”電力行業(yè)將如何構建以新能源為主體的新型電力系統，實(shí)現能源轉型呢?“數字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統的最佳形態(tài)。”5月28日，南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院有限責任公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)吳寶英說(shuō)，近日，南方電網(wǎng)發(fā)布《數字電網(wǎng)推動(dòng)構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)白皮書(shū))，提出將依托數字電網(wǎng)建設，多措并舉構建以新能源為主體的新型電力系統，服務(wù)碳達峰、碳中和戰略目標實(shí)現。
(中國南方電網(wǎng)有限責任公司做好新能源配套電網(wǎng)規劃建設和發(fā)電電源上網(wǎng)接入。日前，廣西白云嶺風(fēng)電場(chǎng)又一座風(fēng)力發(fā)電機即將建成。圖片來(lái)源：科技日報)
為高效消納新能源提供“核心算法”
數據顯示，2020年我國能源消費產(chǎn)生的二氧化碳排放占總排放量的88%左右，而電力行業(yè)占能源行業(yè)二氧化碳排放總量的42.5%左右。
作為我國碳排放占比最大的單一行業(yè)，電力的碳達峰、碳中和進(jìn)度將直接影響“雙碳”目標實(shí)現的進(jìn)程。
因此，我國提出深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統。此目標的提出，也與我國的能源結構密切相關(guān)。我國可再生能源尤其是風(fēng)、光等新能源發(fā)展潛力巨大。近年來(lái)，我國陸上風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機規模均位列世界第一，海上風(fēng)電居世界第二，帶動(dòng)了新能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
“構建以新能源為主體的新型電力系統是一場(chǎng)硬仗，面臨的挑戰主要是解決‘清潔、可靠、經(jīng)濟’三者之間的矛盾。”吳寶英說(shuō)。
數字電網(wǎng)是新型電力系統的核心。2019年，南方電網(wǎng)研究提出數字電網(wǎng)建設的戰略部署。依托強大的“電力+算力”，實(shí)現了對用電負荷、電量數據的精準“預測”，這給廣東、廣西、云南、貴州、海南5省區的清潔能源消納和消費按下了“快進(jìn)鍵”。2020年底，5省區非化石能源裝機和電量占比分別達到56%和53%，居世界前列，風(fēng)電、光伏發(fā)電利用率均達99.7%，區域能源結構轉型成效顯著(zhù)。
面對我國碳達峰、碳中和的目標，南方電網(wǎng)將加快建設數字電網(wǎng)，加速電網(wǎng)管理數字化轉型，加大5G基站、物聯(lián)網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)充電樁等新型基礎設施建設配套投入;對接國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數字政府，推動(dòng)能源生態(tài)系統利益相關(guān)方開(kāi)放合作、互利共生、協(xié)作創(chuàng )新。
“在能源生產(chǎn)環(huán)節，數字技術(shù)將支撐電力系統擁有更加敏銳的‘五官’和更加聰明的‘大腦’，大幅提升新能源的‘可觀(guān)、可測、可控’水平，支持千萬(wàn)臺級新能源設備作為主力電源參與電力系統調控過(guò)程，這將為新型電力系統充分消納新能源、確保安全運行和清潔低碳奠定關(guān)鍵基礎。”南方電網(wǎng)數字電網(wǎng)研究院有限公司黨委副書(shū)記、董事、總經(jīng)理李鵬說(shuō)。
支持新能源發(fā)電設備成為主力電源
截至4月15日晚，我國第四大水電站烏東德水電站累計發(fā)電達200億度。南方電網(wǎng)通過(guò)世界首個(gè)特高壓柔性直流工程——烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程，已累計把其中140億度電送往粵港澳大灣區，相當于為廣東減少二氧化碳排放456萬(wàn)噸。
烏東德水電站是實(shí)施“西電東送”的國家重大工程。目前，南方電網(wǎng)西電東送已形成“八交十一直”輸電大通道，送電規模超5800萬(wàn)千瓦，年送電量超2300億千瓦時(shí)，其中清潔能源占比超過(guò)80%，已擁有自主化的大容量特高壓多端柔性直流輸電技術(shù)，在大型交直流電網(wǎng)規劃、建設和運行技術(shù)與實(shí)踐方面處于領(lǐng)先地位。
在新型電力系統中，電網(wǎng)作為消納高比例新能源的核心樞紐作用更加顯著(zhù)。“跨省區主干電網(wǎng)+中小型區域電網(wǎng)+配網(wǎng)及微網(wǎng)”的柔性互聯(lián)形態(tài)和數字化調控技術(shù)將使電網(wǎng)更加靈活可控，實(shí)現新能源按資源稟賦因地制宜廣泛接入。新能源+儲能、新能源+負荷+儲能等多元協(xié)調開(kāi)發(fā)新模式也將不斷涌現。
白皮書(shū)提出，南方電網(wǎng)將支持新能源發(fā)電設備作為主力電源參與電力系統調控過(guò)程。“我們還將持續利用數字技術(shù)構建堅強主網(wǎng)架和柔性配網(wǎng);統籌利用風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)等區域分布式能源資源，因地制宜建設交直流混合配電網(wǎng)和智能微電網(wǎng)，持續加強配電網(wǎng)數字化和柔性化水平，提升對分布式電源的承載力。”南方電網(wǎng)首席技術(shù)專(zhuān)家，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責任公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)饒宏說(shuō)。
饒宏指出，與傳統電力系統相比，新型電力系統首先面臨的是大規模新能源發(fā)電如何高效并網(wǎng)與消納、系統各環(huán)節效率如何提升降低供電成本等重大技術(shù)難題。
對此，南方電網(wǎng)提出大力實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)戰略，增強構建新型電力系統的科技支撐力和產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)力。包括開(kāi)展新型電力系統運行機理與發(fā)展形態(tài)等基礎研究，在新能源發(fā)電大規模并網(wǎng)消納、數字電網(wǎng)、電力專(zhuān)用芯片等方面實(shí)現突破，建設支撐新型電力系統國家級創(chuàng )新平臺，形成具有我國自主知識產(chǎn)權的新型電力系統關(guān)鍵技術(shù)和標準體系。加快實(shí)現關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)獨立自主和升級換代，促進(jìn)形成完整且具備國際一流水平的電力產(chǎn)業(yè)鏈。
大數據技術(shù)助用戶(hù)挖掘節能潛力
“不僅辦電可以‘刷臉’，就連停電時(shí)，都能在A(yíng)pp上看到‘搶修小哥’飛奔而來(lái)的軌跡。”廣州市民盧先生通過(guò)“南網(wǎng)在線(xiàn)”App報裝90千伏安的制造業(yè)普通工業(yè)用電，從提出申請到完成接電，僅用了一天半時(shí)間。
“十三五”期間，南方電網(wǎng)利用新一代數字化技術(shù)，通過(guò)大力實(shí)施“5G+智能電網(wǎng)”建設，實(shí)現了對電網(wǎng)海量終端設備的實(shí)時(shí)管理，建成了深圳福田、廣州中新知識城、珠海橫琴等高可靠性配電網(wǎng)示范區。同時(shí)，南方區域電力市場(chǎng)建設走在全國前列，電力現貨市場(chǎng)和區域調頻輔助服務(wù)市場(chǎng)在全國率先進(jìn)行了結算試運行。
記者從白皮書(shū)中還看到，南方電網(wǎng)將以數字技術(shù)助推能源消費革命，推動(dòng)綠色生產(chǎn)生活方式廣泛形成。
“我們將利用數字技術(shù)構建適應新型電力系統的現代供電服務(wù)體系，提高服務(wù)效率和客戶(hù)體驗，支撐業(yè)務(wù)創(chuàng )新，幫助用戶(hù)不斷釋放需求潛能;通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)和區塊鏈技術(shù)聚合海量用戶(hù)側可調節資源，大力建設虛擬電廠(chǎng)，引導用戶(hù)合理用電，促進(jìn)發(fā)電側與負荷側雙向互動(dòng)。”饒宏說(shuō)。
近日，南方區域首次可再生能源電力消納量交易開(kāi)市。南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司掛牌交易風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能非水可再生能源消納量，交易雙方成功達成可再生能源消納量憑證2716個(gè)，折合可再生能源消納電量271.6萬(wàn)千瓦時(shí)。
“集中的平臺、標準化的標的，不僅讓交易更方便，同時(shí)也為我們售電公司助力國家完成碳達峰、碳中和目標提供了新途徑。”廣東粵電電力銷(xiāo)售有限公司珠三角區域總監李浩宇表示。
加快建設南方區域統一電力市場(chǎng)，豐富電力市場(chǎng)交易品種，探索靈活多樣的市場(chǎng)化需求響應交易模式，將是南方電網(wǎng)構建新型電力系統的內容之一。此外，南方電網(wǎng)還將通過(guò)大數據技術(shù)輔助用戶(hù)挖掘節能潛力，促進(jìn)能源消費從單一、被動(dòng)、通用化的利用模式向融合多種需求、主動(dòng)參與、定制化的高效利用模式轉變，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)、電能替代、節能減排、綜合能源服務(wù)的發(fā)展。
