現(xiàn)代電網(wǎng)深度嵌入現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系,是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中須臾不可相離的能源基礎(chǔ)設(shè)施與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。電力安全保供是須臾不可忽視的“國之大者”。當(dāng)前,能源轉(zhuǎn)型加速演進(jìn),新能源高比例接入電網(wǎng),受氣候變化、極端災(zāi)害等因素疊加影響,電網(wǎng)安全發(fā)展的復(fù)雜性和不確定性日益加劇。打造氣候彈性強(qiáng)、安全韌性強(qiáng)、調(diào)節(jié)柔性強(qiáng)、保障能力強(qiáng)的數(shù)智化堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng),服務(wù)新型電力系統(tǒng)和新型能源體系,體現(xiàn)了國家電網(wǎng)公司黨組在新時(shí)代新征程推動(dòng)能源高質(zhì)量發(fā)展的主動(dòng)擔(dān)當(dāng)。
電網(wǎng)氣候彈性強(qiáng),是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性應(yīng)對氣候波動(dòng)影響的能力特征。要求電網(wǎng)能應(yīng)對各種極端氣候?yàn)?zāi)害的考驗(yàn),從主配網(wǎng)網(wǎng)架、線路、設(shè)備,到與之銜接的電源、負(fù)荷、儲能等環(huán)節(jié),都具備系統(tǒng)性應(yīng)對氣候變化波動(dòng)影響的能力。從實(shí)踐來看,以風(fēng)電、光伏為代表的可再生能源出力受極端氣候影響持續(xù)加劇,高溫干旱、寒潮等極端天氣下,水電等常規(guī)電源暴露出一定脆弱性,以往對發(fā)電側(cè)影響較小的風(fēng)速、光照等氣候因素時(shí)刻影響新能源出力,臺風(fēng)、暴雨等也將對新能源設(shè)施構(gòu)成威脅;暴雨洪澇、雨雪冰凍等氣象災(zāi)害易對輸配電關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞,由氣象因素造成的電網(wǎng)、設(shè)備事件已經(jīng)接近五成;溫度敏感型負(fù)荷規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,我國用電負(fù)荷的尖峰化和夏冬“雙峰”特征更加顯著,應(yīng)急儲能需求增加,其中空調(diào)負(fù)荷成為拉動(dòng)最大負(fù)荷增長的主力之一。從應(yīng)對中看,增強(qiáng)電網(wǎng)彈性就是不斷挖掘電網(wǎng)對氣候變化的適應(yīng)能力,以更精準(zhǔn)地監(jiān)測監(jiān)控天氣變化特別是極端天氣為基礎(chǔ),增強(qiáng)電網(wǎng)與電源、電網(wǎng)與負(fù)荷、電網(wǎng)與整個(gè)電力系統(tǒng)的互動(dòng)能力,以更安全更經(jīng)濟(jì)的方式運(yùn)營電網(wǎng),以數(shù)字化智能化的確定性手段減少電網(wǎng)在復(fù)雜環(huán)境中的不確定性。
電網(wǎng)安全韌性強(qiáng),是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性抵御電力系統(tǒng)擾動(dòng)沖擊的能力特征。要求電網(wǎng)應(yīng)對“雙高”特征下電力系統(tǒng)運(yùn)行的隨機(jī)擾動(dòng),抵御來自不同環(huán)節(jié)、不同區(qū)域、不同時(shí)域?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的沖擊。從實(shí)踐來看,新能源大規(guī)模并網(wǎng)與沙戈荒大基地輸送的電源形態(tài),給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來了新的挑戰(zhàn);大電網(wǎng)交直流耦合運(yùn)行、直流近區(qū)電壓穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)突出,配電網(wǎng)面臨自身平衡能力不足、網(wǎng)架薄弱等風(fēng)險(xiǎn);負(fù)荷產(chǎn)消者化趨勢明顯,改變電力平衡方式,對配網(wǎng)承載能力提出更高要求;儲能方面,隨著電化學(xué)儲能電站投運(yùn)量的增加,電化學(xué)儲能安全性問題逐漸突出。從應(yīng)對中看,增強(qiáng)電網(wǎng)安全韌性就是要主動(dòng)順應(yīng)多種電源跨品種互濟(jì)催生的對能源電力產(chǎn)業(yè)鏈安全共治需求的趨勢,建立更經(jīng)濟(jì)更精準(zhǔn)的資源配置方式與電力調(diào)控模式,讓整個(gè)電力系統(tǒng)的各市場主體形成一個(gè)安全合作共同體,以此共同抵御各種不同的擾動(dòng)與沖擊。
電網(wǎng)的調(diào)節(jié)柔性強(qiáng),是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性開展靈活調(diào)節(jié)的能力特征。要求電網(wǎng)能夠充分調(diào)動(dòng)各類社會(huì)資源要素,納入電網(wǎng)的配置優(yōu)化中,讓市場價(jià)格信號和數(shù)字技術(shù)共同發(fā)揮作用,克服電力系統(tǒng)時(shí)空資源分布的極度不平衡問題。從實(shí)踐來看,靈活調(diào)節(jié)電源能力占比不足需要整個(gè)電力系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈協(xié)同解決。目前我國抽水蓄能、調(diào)峰氣電等傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源占比一直維持在6%左右。比較而言,歐美國家靈活電源比重較高,美國、西班牙靈活電源占比分別為49%、34%,靈活調(diào)節(jié)電源分別是新能源的8.5倍和1.5倍。負(fù)荷調(diào)度更多傾向于解決安全問題,在對負(fù)荷靈活調(diào)控方面,特別是在削峰填谷、新能源消納方面,技術(shù)還有待進(jìn)步,實(shí)踐有待拓展。這就需要建立更加充分的價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制、尖峰電價(jià)機(jī)制以及用能權(quán)等手段。從應(yīng)對中看,增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)節(jié)柔性就是要持續(xù)發(fā)揮好“平臺+數(shù)據(jù)+運(yùn)營+生態(tài)”的一體化運(yùn)作方式,推動(dòng)負(fù)荷資源聚合,引導(dǎo)全網(wǎng)全系統(tǒng)的市場主體與用戶計(jì)算各自的成本函數(shù),讓系統(tǒng)為人服務(wù)、電網(wǎng)為企業(yè)服務(wù)。例如,根據(jù)國家部委關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的政策文件,電網(wǎng)柔性調(diào)節(jié)能力是服務(wù)全行業(yè)全社會(huì)的,并將在電動(dòng)汽車、儲能、空調(diào)等新型負(fù)荷中帶來巨大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
電網(wǎng)的保障能力強(qiáng),是新型電網(wǎng)系統(tǒng)性配置資源要素的能力特征。要求電網(wǎng)能夠在常態(tài)運(yùn)行與應(yīng)急狀態(tài)下充分調(diào)動(dòng)所需的資源要素,并具備及時(shí)供給到全網(wǎng)各地的調(diào)配能力。從實(shí)踐來看,電網(wǎng)歷來有物資調(diào)配的優(yōu)勢,在極端情況下,集團(tuán)化運(yùn)作能將各類電力物資、備品備件調(diào)配到全網(wǎng)各地。隨著新型電力系統(tǒng)加快建設(shè),產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈成為一個(gè)整體,以“國網(wǎng)綠鏈”為載體的綠色化、數(shù)智化的現(xiàn)代供應(yīng)鏈可以發(fā)揮更大的作用,不僅對電網(wǎng)自身備品備件進(jìn)行及時(shí)儲備、供需缺口分析和智能倉儲轉(zhuǎn)運(yùn),還可以服務(wù)上下游企業(yè)、設(shè)備供應(yīng)商,降低全系統(tǒng)物資倉儲與調(diào)配成本。從應(yīng)對中看,電網(wǎng)保障能力是一項(xiàng)綜合能力,不僅考驗(yàn)電網(wǎng)在應(yīng)急狀態(tài)下的動(dòng)員與調(diào)配能力,也考驗(yàn)電網(wǎng)日常的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和科學(xué)管理能力。因此,增強(qiáng)電網(wǎng)保障能力更需要立足實(shí)際,將資源要素保障能力持續(xù)內(nèi)化為現(xiàn)代企業(yè)的一流治理能力。
建設(shè)“四強(qiáng)”的數(shù)智化電網(wǎng)是“一體四面”打造新型電網(wǎng)能力的重大舉措,充分體現(xiàn)了電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的系統(tǒng)觀、整體觀和全局觀,將有力支撐能源保供與低碳轉(zhuǎn)型,促進(jìn)新型電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同互動(dòng),為更好支撐和服務(wù)中國式現(xiàn)代化貢獻(xiàn)國網(wǎng)力量。
【實(shí)踐案例】
國網(wǎng)浙江電力積極打造新型電力系統(tǒng)示范工程
國網(wǎng)浙江電力投運(yùn)世界首個(gè)高壓大容量柔性低頻換流站——杭州220千伏亭山站,建成臺州35千伏柔性低頻輸電工程、寧波和臺州氫電耦合工程、嘉興數(shù)字孿生配電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)、紹興中壓直掛式儲能電站等一批全國首創(chuàng)性示范工程。推動(dòng)分布式潮流控制器、柔性短路電流抑制、移動(dòng)式即插即用儲能電站、動(dòng)態(tài)增容等一批“首臺首套”“首面首域”項(xiàng)目試點(diǎn)運(yùn)行。
國網(wǎng)山東電力開展配電網(wǎng)主設(shè)備健康狀態(tài)在線評價(jià)
傳統(tǒng)現(xiàn)場開展配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價(jià)任務(wù)量大、效率低。國網(wǎng)山東電力依托電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺,開發(fā)配電網(wǎng)主設(shè)備健康評估模塊,匯集全省配電網(wǎng)主設(shè)備電氣量、狀態(tài)量等3類45項(xiàng)數(shù)據(jù),創(chuàng)新構(gòu)建變壓器、環(huán)網(wǎng)箱等5類14種配電網(wǎng)主設(shè)備30類評估診斷模型,綜合研判設(shè)備隱患、缺陷等異常狀態(tài),為差異化檢修策略制定提供決策依據(jù)。2022年12月應(yīng)用以來,累計(jì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)1100余臺次,現(xiàn)場工作量降低60%以上,評價(jià)準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。
國網(wǎng)天津電力建成新能源車綜合服務(wù)中心
國網(wǎng)天津電力加快充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),構(gòu)建“光儲充換”綠色充電系統(tǒng)和“冷熱電”綜合能源系統(tǒng),建成國內(nèi)首座集數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、生態(tài)化功能于一體的津門湖新能源車綜合服務(wù)中心。中心設(shè)有71個(gè)智能充電車位,利用屋頂和車棚建設(shè)379千瓦光伏電站,配有1000千瓦時(shí)儲能設(shè)施和綠色能源管理服務(wù)平臺,構(gòu)建了一套“2+1”的源網(wǎng)荷儲交直流綠色微能源網(wǎng)。截至2023年8月,光伏發(fā)電累計(jì)85萬千瓦時(shí),儲能累計(jì)充放電量126.31萬千瓦時(shí),全站實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排二氧化碳11640噸,樓宇能源自給率達(dá)到85%,整體達(dá)到綠色二星建筑和“近零能耗”標(biāo)準(zhǔn)。中心提供國內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、充電方式最全、充電安全性最高、互動(dòng)性最強(qiáng)的充電體驗(yàn),自投運(yùn)以來,累計(jì)充換電50.43萬次,充換電量超1082萬千瓦時(shí),日最高充換電量2.4萬千瓦時(shí),在天津市公共充電站排名第一位。
安徽金寨分布式發(fā)電集群示范區(qū)
該示范區(qū)工程系統(tǒng)集成調(diào)容調(diào)壓變壓器、智能測控保護(hù)裝置、集中和分散式太陽能光伏發(fā)電站、小型氣象監(jiān)測裝置等300多套智能并網(wǎng)裝置,整體實(shí)現(xiàn)了可觀測、可控制、可治理,確保高滲透率分布式發(fā)電集群“發(fā)得出、并得上、用得掉”。
來源 | 國家電網(wǎng)
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