“十四五”末，山東風(fēng)電、光伏裝機將占該省發(fā)電裝機的40%至48%，電力調節靈活性壓力很大，這要求山東必須加快構建新型電力系統以應對新能源大比例接入。
作為工業(yè)大省，山東產(chǎn)業(yè)結構偏重、能源結構偏煤，這些特征使其在建設新型電力系統時(shí)壓力巨大。如何迎難而上，抓住新舊動(dòng)能轉換這個(gè)“牛鼻子”，探索出一條適宜山東省發(fā)展的新型電力系統建設路徑，是擺在國網(wǎng)山東省電力公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“國網(wǎng)山東電力”)面前的一道難題。
尤其是近年來(lái)，山東省不斷對可再生能源做“加法”，能源結構優(yōu)化明顯加快，同時(shí)也面臨著(zhù)電力電量平衡難度陡增的壓力。在新型電力系統建設中，國網(wǎng)山東電力依托自身能源結構特色，通過(guò)具體落地的項目工程，不斷探索統籌“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調一體發(fā)展，旨在實(shí)現供需主動(dòng)平衡。
既是火電大省也是新能源大省
隨著(zhù)近幾年新舊動(dòng)能轉換不斷向縱深發(fā)展，目前，山東省已編制完成了新能源產(chǎn)業(yè)、氫能、海上風(fēng)電等規劃，70個(gè)縣納入國家整縣分布式光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)試點(diǎn)，數量居全國首位。如今的山東，不僅是火電裝機大省，還是光伏總裝機量第一大省。
記者從國網(wǎng)山東電力獲悉，今年一季度，山東可再生能源裝機總量突破6000萬(wàn)千瓦，達到6124萬(wàn)千瓦，增長(cháng)31%。其中，光伏裝機達3493.4萬(wàn)千瓦，占全省清潔能源發(fā)電容量的54.8%，位列全國第一，成為山東電網(wǎng)新能源的龍頭。此外，以垃圾、秸稈等為燃料的的生物質(zhì)能發(fā)電裝機，也是全國第一。截至2021年底，山東并網(wǎng)生物質(zhì)發(fā)電裝機容量396萬(wàn)千瓦，是2015年的2.6倍。
“山東光伏發(fā)電裝機容量全國第一，特別是分布式光伏發(fā)電裝機容量已占到全國22%。新能源的快速發(fā)展對電網(wǎng)調節能力提出更高要求，電網(wǎng)穩定性問(wèn)題越來(lái)越突出，建設新型電力系統的需求異常迫切。”國務(wù)院政府特殊津貼專(zhuān)家、國網(wǎng)山東省電科院首席專(zhuān)家孫樹(shù)敏接受記者采訪(fǎng)時(shí)直言，山東電網(wǎng)網(wǎng)架結構比較堅強，但隨著(zhù)新能源快速增長(cháng)，對山東電網(wǎng)的影響已不是簡(jiǎn)單的消納問(wèn)題，而是如何保障電網(wǎng)穩定。“山東今年2月份新能源消納率比去年同期略有降低。其根源是山東省電源結構以火電為主，由于新能源增長(cháng)強勁，調峰資源相對匱乏。”
“我們測算，‘十四五’末，山東風(fēng)光的裝機比例可達40%至48%，電力調節靈活性壓力很大，所以山東必須加快構建新型電力系統以應對新能源大比例接入。”孫樹(shù)敏說(shuō)。
當前，山東新能源發(fā)展迅猛，由于新能源出力與負荷特性匹配度不高，“極熱無(wú)風(fēng)”“晚峰無(wú)光”等波動(dòng)性、間歇性缺點(diǎn)越發(fā)凸顯，進(jìn)一步增大了電力平衡難度，新能源消納面臨挑戰。
深度探索“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同一體
如何助推新能源充分消納，提前籌謀解決山東省“十四五”期間電網(wǎng)調節能力不足的問(wèn)題?國網(wǎng)山東電力正因地制宜深度探索具有當地特色的新型電力系統，尤其是其聚焦的統籌“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同一體發(fā)展，有效地提升了山東電網(wǎng)平衡調節能力和新能源消納能力。
國網(wǎng)山東電力調控中心王勇介紹，我國以煤為主的資源稟賦，以及煤電穩定、可調、可控的特性，決定了煤電在相當長(cháng)時(shí)期內仍將承擔保障能源電力安全的重要作用。因此，煤電的清潔高效利用至關(guān)重要。據國家能源局統計數據，2021年，全國煤電以不足50%的裝機占比，生產(chǎn)了全國60%的電量，承擔了70%的頂峰任務(wù)，發(fā)揮了保障電力安全穩定供應的“頂梁柱”和“壓艙石”作用。
在“源”側，國網(wǎng)山東電力推動(dòng)煤電向基礎保障性和系統調節性電源并重轉型，通過(guò)煤電機組供熱改造、靈活性改造、節能降耗改造“三改聯(lián)動(dòng)”，深挖各類(lèi)機組調節調峰能力;同時(shí)，持續優(yōu)化電源3-7天出力滾動(dòng)預測，風(fēng)電、光伏預測精度分別提升至93.3%和94.1%，通過(guò)合理安排機組運行，實(shí)現傳統煤電和新能源的耦合發(fā)展。在“荷”側，引導各類(lèi)市場(chǎng)主體參與電力需求響應調節，建成首批100個(gè)低壓海綿臺區，優(yōu)化電動(dòng)汽車(chē)、分布儲能、智能家居等用能互動(dòng)，促進(jìn)分布式光伏就地消納。在“儲”側，山東不僅將新型儲能納入其能源發(fā)展“十四五”規劃重點(diǎn)，還出臺了全國首個(gè)儲能示范應用實(shí)施意見(jiàn)，建成全國首個(gè)電池儲能技術(shù)實(shí)驗室。按照山東省能源局的規劃，其最終目的是實(shí)現商業(yè)化儲能，徹底盤(pán)活儲能應用市場(chǎng)。
山東省正全力推動(dòng)儲能業(yè)務(wù)“穩步跑”。數據顯示，今年一季度，山東并網(wǎng)各類(lèi)儲能電站37座，調峰能力不斷增強。以近日并網(wǎng)的國網(wǎng)系統單體容量最大、并網(wǎng)電壓等級最高、完全市場(chǎng)化運營(yíng)的萊蕪孟家獨立儲能電站為例，投產(chǎn)運行后將年均增加新能源消納電量1億千瓦時(shí)。“當前，核準在建文登、濰坊以及泰安二期抽水蓄能電站3座，全部建成投運后，山東抽水蓄能裝機容量將達到700萬(wàn)千瓦。”王勇向記者透露。
“山東省的獨立儲能走在全國前列。”孫樹(shù)敏表示，“山東是首個(gè)執行容量補償電價(jià)的省份，也是首批獨立儲能電站參與現貨交易的省份，我們希望通過(guò)落地示范的工程項目支撐新型電力系統構建。”
著(zhù)手構建東部特高壓通道
支撐大規模清潔能源并網(wǎng)，堅強的智能電網(wǎng)至關(guān)重要。如今，山東已全面建成以特高壓為骨架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展、分布式能源靈活接入的堅強智能電網(wǎng)。未來(lái)，將加快完善省內特高壓交流環(huán)網(wǎng)骨干網(wǎng)架，推動(dòng)構建“東電西送、北電南送”的網(wǎng)架格局，打造“網(wǎng)架堅強、智能高效、靈活自愈、全景透明、互聯(lián)互濟”的現代配電能源互聯(lián)網(wǎng)。
國網(wǎng)山東電力將聚焦膠東半島核電、海上風(fēng)光能源基地發(fā)展，以煙臺1000千伏特高壓工程為重點(diǎn)，著(zhù)手構建東部清潔能源向全省配置的4回“東電西送”特高壓通道。魯北鹽堿灘涂地是山東省千萬(wàn)千瓦級的新能源建設基地，為了把這些綠電輸送出去，國網(wǎng)山東電力正在完善北部500千伏電網(wǎng)架構，加快建設濰坊、濱州、東營(yíng)區域500千伏新能源匯集工程，形成北部可再生能源基地“北電南送”的4站8回500千伏輸電通道。“同時(shí)，服務(wù)魯西南采煤沉陷區‘光伏+’基地和整縣分布式光伏規?；_(kāi)發(fā)等可再生能源發(fā)展，我們將科學(xué)統籌規劃、優(yōu)先就地就近并網(wǎng)消納，建設智慧化配電網(wǎng)，提升清潔能源‘優(yōu)化配置’能力。”相關(guān)負責人稱(chēng)。
業(yè)內人士指出，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和規?；l(fā)展，風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本已與火力發(fā)電基本持平，但為解決風(fēng)電、光伏發(fā)電帶來(lái)的電網(wǎng)調峰問(wèn)題，無(wú)論是通過(guò)建設抽水蓄能電站、化學(xué)儲能電站，還是進(jìn)行火電機組靈活性改造，都需要大量投資，從而推高到戶(hù)用電價(jià)格。同時(shí)，火電機組深度調峰，又會(huì )降低火電機組利用率，增加火力發(fā)電的固定成本，也會(huì )推高到戶(hù)用電價(jià)格。因此，要立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，通盤(pán)謀劃，傳統能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上。風(fēng)電、光伏等清潔能源，必須在確保電網(wǎng)安全穩定的前提下，在社會(huì )可承受的用電價(jià)格約束下持續健康發(fā)展。
