南方电网加快构建新型电力系统——
电能更绿色 电网更智能
实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军,加快构建新型电力系统是关键。
南方电网公司积极探索以数字化绿色化协同促进新型电力系统和新型能源体系建设,将数字电网打造成以“两化协同”促“两型建设”的关键载体,推动构建以清洁能源为主体的能源供给格局、形成以绿色高效为导向的能源消费生态、完善有为政府和有效市场协同的能源治理体系,稳步推进、加快构建新型电力系统。
新技术:数字电网支撑破解能源“不可能三角”
风、光虽好,却要看天吃饭。新能源随机性、间歇性、波动性显著,难以稳定可靠供电。新能源大规模接入电网后,给电网安全运行带来巨大挑战。此外,新能源能量密度小、发电年利用小时数低,倘若为新能源配置大规模储能、灵活调节和支撑保障电源,又会导致系统整体冗余、成本上升、效率下降。
要破解能源电力安全、绿色、经济“不可能三角”问题,创新是关键。
“南方电网公司率先提出建设数字电网,就是想用新一代数字技术畅通连接、全面感知、精准分析、智能调控传统电网,贯通源网荷储全环节。”南方电网公司总经理助理、总信息师、数字化部总经理吴小辰介绍。
为确保新能源应发尽发,南方电网公司把海量的智能传感器部署到电网设备上,实时采集设备运行数据,并依托“数据+算力+算法”形成的“数字孪生电网”和“算力大脑”,高效统筹电源、电网、负荷、储能,有效破解新能源随机性、波动性、间歇性和功率预测难题。
建成新能源调度运行管理平台,让新能源更可观。南方电网新能源调度运行管理平台覆盖了集中式和分布式等各类新能源,汇集发电、预测、气象等多维度数据。只需打开平台,就能了解全网995家新能源场站、超2万个发电单元的信息,提前预判来风、日照形势。
搭建新能源多时空尺度精确预测平台,让新能源更可测。南方电网公司自主研发的“夸父”新能源高精度功率预测系统,可为风电场、光伏电站、分布式光伏和调度机构等客户提供高精度的预测服务,预测准确率可在国家标准要求基础上提升3%—7%。更高的预测精度意味着电网常规电源备用容量的降低,按照平均功率预测精度提升5%测算,1亿千瓦的风电可减少500万千瓦的备用,相当于节约了一个大型核电站。
新供给:新增电源超八成为非化石能源
南方电网公司战略总监、战略规划部总经理郑外生介绍,南方电网公司积极发挥电网资源优化配置平台作用,推动能源供给侧结构优化调整,全力做好新能源并网服务,推动新型储能规模化应用,促进清洁能源科学消纳。
能源结构更绿色。截至今年9月,南方5省区非化石能源装机达2.7亿千瓦,占电源总装机比重59%;新能源装机突破1亿千瓦,占电源总装机比重24%,新能源装机较2020年实现翻番。
新能源并网更高效。南方电网公司积极服务新能源并网,大力简化并网手续,优化服务流程,大幅缩短办理时限,建成新能源管理信息系统,实现新能源并网服务“一网通办、一网通查、一网通答”,服务新能源“应开尽开、应并尽并、能并快并”。
抽蓄电站规模更大。抽水蓄能电站是电力系统目前技术最成熟、经济性最优的绿色低碳清洁灵活调节电源之一。目前,南方电网公司累计在运抽水蓄能电站7座,总装机容量1028万千瓦,今年迎峰度夏期间,日发电量首次突破5000万千瓦时,有效保障了能源电力供应。
新型储能发展更快。新型储能是支撑新型电力系统建设的关键技术和重要装备。截至今年6月,南方区域新型储能装机达到128万千瓦,并建成投产梅州宝湖储能电站等一批标志性项目。
新消费:负荷侧既消费电能又生产电能
在新型电力系统背景下,电力系统调控运行模式正由传统的“源随荷动”向源网荷储多元智能互动转变。工业可调控负荷、电动汽车、储能等负荷侧资源是既消耗电能又可生产电能的“产消者”。比如,电动汽车可以在用电低谷时充电,在用电高峰时向电网放电。
南方电网公司分布式源荷聚合服务平台是我国领先的区域级虚拟电厂。在这个平台上,广东、广西、海南等省份的新型储能、电动汽车充换电设施、分布式光伏、工商业可调节负荷、楼宇空调等各类分布式电力资源聚合在一起,聚合的电力规模超过1万兆瓦,其中可调节能力2312兆瓦,相当于投产7座220千伏变电站。
“在调度中心发出指令后,这个平台的各种资源可在30秒内完成调度,响应能力已基本接近实体电厂。”南方电网公司新兴业务部副总经理郑意说。作为电网调节的智能管家,虚拟电厂能够整合电网中散落的电力负荷,进行灵活的削峰填谷,是新型电力系统建设中不可或缺的一环。
新机制:市场机制引导源网荷储协同发展
南方电网公司积极推进南方区域电力市场建设,推动多层次市场的协同运行,利用市场机制引导源网荷储协同发展、挖掘灵活资源调节潜力、促进电力安全可靠供应和新能源高效消纳。
南方(以广东起步)电力现货市场是率先在全国投入试运行的电力现货市场。2019年,在全国率先启动按日、按周结算试运行,2021年11月起,顺利进入连续结算运行。试运行期间,南方电网保持安全稳定,经营主体高度活跃,区域市场出清量价合理反映电力供需和一次能源价格走势。
在加快建设全国统一大市场的背景下,南方电网公司于2022年7月启动南方区域电力市场试运行,率先成为全国进入试运行的区域市场。预计今年年底前,将实现结算试运行,电力现货交易将覆盖广东、广西、云南、贵州、海南等5省份。
“新型电力系统面临更频繁的供需波动,如何经济高效地平衡供需将成为巨大挑战。区域电力市场将通过价格信号引导经营主体行为,实现供需自平衡,提高电力系统运行的决策效率。”南网总调党委委员、副总经理蔡葆锐介绍。当新能源大发、市场需求减少,现货价格走低,此时火电发电收益少,用户用电成本低廉甚至为零,火电会主动少发、用户多用;当新能源小发、市场需求增加,现货价格走高,此时火电发电能获得较高收益,用户用电成本高,火电会主动多发、抢发,用户会主动少用。发用电两侧积极响应价格信号,可实现用电、火力发电、新能源发电之间的相互协同。
(数据来源:中国南方电网有限责任公司)
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