電力系統(tǒng)近年正經(jīng)歷，非常痛苦的轉(zhuǎn)型過(guò)程，電網(wǎng)需要被“重塑”。
用電量多寡常被用來(lái)衡量地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)最具活力的省份之一，浙江是名副其實(shí)的“用電大省”。然而在大多數(shù)時(shí)間，浙江用電電力的三分之一需要依靠外省輸入。
“用電大省”并非“發(fā)電大省”，凸顯出浙江用電的矛盾，從傳統(tǒng)能源到新能源時(shí)代皆是如此。“七山一水兩分田”的浙江，并不具備大規(guī)模發(fā)展集中式風(fēng)光電站的自然稟賦。
不過(guò)，在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，浙江依然有著雄心勃勃的新能源計(jì)劃，正在實(shí)施“風(fēng)光倍增”工程，計(jì)劃到2025年全省光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2750萬(wàn)千瓦左右，分布式光伏裝機(jī)比重超過(guò)50％。
不同于集中式光伏電站，分布式光伏位于用戶(hù)側(cè)，可能就在一家工廠的屋頂之上，傳統(tǒng)意義上用電側(cè)與發(fā)電側(cè)的界限變得模糊。分布式電源正是新能源的發(fā)展趨勢(shì)，但是這也會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)挑戰(zhàn)。
“很多普通人沒(méi)有感受到電力系統(tǒng)面臨的困境，認(rèn)為家中可以點(diǎn)亮電燈、使用電器，就不存在問(wèn)題。其實(shí)電力系統(tǒng)近年正經(jīng)歷非常痛苦的轉(zhuǎn)型過(guò)程，夏、冬兩季迎峰度夏、迎峰度冬壓力巨大。”有浙江電網(wǎng)人士這樣向《中國(guó)新聞周刊》記者感慨，浙江電網(wǎng)正面臨外來(lái)電占比較高與新能源大規(guī)模并網(wǎng)的雙重挑戰(zhàn)，電網(wǎng)需要被“重塑”。
如何迎接新能源，這不僅是浙江電網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn)，也是中央在2021年提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)要解決的問(wèn)題。2021年年中，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布《構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2021-2030年）》，選取三省三區(qū)“推進(jìn)新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)”，“三省”便包括浙江、青海、福建。
相比于傳統(tǒng)清潔能源大省青海，和核電、風(fēng)電大省福建，“用電大省”浙江該如何發(fā)掘分散的新能源潛力，并且在外來(lái)電與新能源雙重不確定性之下保證電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行？浙江電網(wǎng)希望能夠給出問(wèn)題的答案。
分布式光伏“星火燎原”
2022年9月中旬，國(guó)網(wǎng)寧波市北侖區(qū)供電公司黨委書(shū)記高頌九對(duì)即將過(guò)境的臺(tái)風(fēng)有些擔(dān)憂(yōu)。9月14日晚，今年第12號(hào)臺(tái)風(fēng)“梅花”在浙江登陸，它是近50年以來(lái)影響寧波北侖最為強(qiáng)勁的臺(tái)風(fēng)之一。
讓高頌九擔(dān)心的是北侖區(qū)眾多屋頂光伏能否安然度過(guò)極端天氣，幸好最終它們都經(jīng)受住了臺(tái)風(fēng)的考驗(yàn)。
近兩年，屋頂光伏在北侖區(qū)迅速擴(kuò)張。譚智是浙電（寧波北侖）智慧能源服務(wù)有限公司的負(fù)責(zé)人，這家國(guó)有合資企業(yè)主營(yíng)業(yè)務(wù)包括清潔能源、智慧用能等。他告訴《中國(guó)新聞周刊》，2021年以來(lái)，分布式光伏裝機(jī)明顯提速，“北侖區(qū)年度新增目標(biāo)在65兆瓦左右。截至10月初，今年的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成”。
“業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為適于發(fā)展分布式光伏的‘優(yōu)質(zhì)屋頂’具備幾個(gè)條件：一是屋頂產(chǎn)權(quán)清晰，二是水泥屋頂優(yōu)于彩鋼瓦屋頂，三是屋頂不被遮擋，此外還要考慮企業(yè)有足夠的消納能力。”譚智坦言，其實(shí)今年北侖區(qū)剩下的“優(yōu)質(zhì)屋頂”已是鳳毛麟角。
位于北侖區(qū)的眾多工業(yè)企業(yè)是安裝分布式光伏最為積極的用戶(hù)。北侖區(qū)共有15個(gè)工業(yè)社區(qū)，靈峰工業(yè)社區(qū)是其中之一，78家企業(yè)中已有29家安裝了屋頂光伏，總裝機(jī)量34兆瓦。“社區(qū)已經(jīng)對(duì)企業(yè)情況進(jìn)行摸排，屋頂適合安裝光伏的企業(yè)基本均已安裝，如今峰谷電價(jià)差較大，投資六七年就可以回本。”靈峰工業(yè)社區(qū)黨群服務(wù)中心負(fù)責(zé)人告訴《中國(guó)新聞周刊》。
旭升汽車(chē)技術(shù)股份有限公司位于靈峰工業(yè)社區(qū)，旗下9座工廠中已有4座工廠建成投產(chǎn)分布式光伏，還有1座工廠正在安裝。目前光伏發(fā)電量占企業(yè)用電總量約5％，未來(lái)兩年可能達(dá)到10％左右。達(dá)成這一目標(biāo)，意味在光照充足時(shí)段，企業(yè)用電量一半來(lái)自光伏。高頌九告訴記者，這其實(shí)也是靈峰工業(yè)社區(qū)的目標(biāo)，即用電高峰時(shí)段，用電量一半來(lái)自企業(yè)分布式光伏，一半來(lái)自大電網(wǎng)。靈峰工業(yè)社區(qū)一年的用電量為5億千瓦時(shí)，其中包括不少“用能大戶(hù)”，社區(qū)建設(shè)園區(qū)級(jí)新型電力系統(tǒng)的主攻方向就是綠色轉(zhuǎn)型。
為了滿(mǎn)足歐美市場(chǎng)對(duì)于綠電使用的要求，靈峰工業(yè)社區(qū)的工業(yè)企業(yè)對(duì)綠電的需求可謂剛性。2020年年底，全國(guó)第一筆點(diǎn)對(duì)點(diǎn)綠電交易便在北侖區(qū)促成，服飾企業(yè)申洲集團(tuán)為了在歐美市場(chǎng)爭(zhēng)取更多出口配額，自建屋頂光伏仍不能滿(mǎn)足其綠電需求，便向中營(yíng)風(fēng)能購(gòu)買(mǎi)1700萬(wàn)千瓦時(shí)風(fēng)電。2021年，浙江綠電交易量3億千瓦時(shí)，其中寧波交易5000千瓦時(shí)。
工業(yè)企業(yè)密布的北侖區(qū)是浙江的縮影，分布式光伏裝機(jī)正在浙江，特別是其中的工業(yè)園區(qū)迅速增長(zhǎng)。浙江正在實(shí)施“風(fēng)光倍增”工程，“十四五”期間，全省新增海上風(fēng)電、光伏裝機(jī)翻一番，增量確保達(dá)到1700萬(wàn)千瓦。其中新增光伏裝機(jī)1245萬(wàn)千瓦以上，力爭(zhēng)達(dá)到1500萬(wàn)千瓦。
“尖山新區(qū)用電有三個(gè)特征：一是負(fù)荷密度高，二是新能源滲透率比較高，眾多工廠原本閑置的屋頂都被用來(lái)發(fā)展分布式光伏，三是高精尖企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量要求高。這是未來(lái)一些工業(yè)園區(qū)用電的共性特征。”國(guó)網(wǎng)海寧市供電公司黨委書(shū)記肖龍海告訴《中國(guó)新聞周刊》。
尖山新區(qū)是嘉興市海寧市下轄的工業(yè)園區(qū)，站在園區(qū)制高點(diǎn)可以看到廠房屋頂密布的太陽(yáng)能電池板，以及位于江邊灘涂的風(fēng)機(jī)。
肖龍海告訴記者，海寧市政府成立了光伏專(zhuān)班，規(guī)劃“十四五”期間將閑置屋頂“應(yīng)裝盡裝”，裝機(jī)量達(dá)到180萬(wàn)千瓦。“此前有學(xué)者推算，達(dá)成‘雙碳’目標(biāo)，中國(guó)光伏或其他新能源裝機(jī)量需達(dá)到人均1千瓦。按照戶(hù)籍人口計(jì)算，海寧市今年已經(jīng)達(dá)到人均1.11千瓦，尖山新區(qū)更是達(dá)到9.87千瓦，是浙江人均水平的40多倍。”
目前海寧光伏裝機(jī)量為79萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量約為6.5億千瓦時(shí)，約占全市用電量5％~6％，未來(lái)的目標(biāo)是達(dá)到三分之一，而尖山新區(qū)已經(jīng)達(dá)到這一目標(biāo)。
光伏裝機(jī)量的迅速提升，顯然與“雙碳”目標(biāo)的提出密不可分。國(guó)網(wǎng)浙江電力發(fā)展部副主任孫可告訴《中國(guó)新聞周刊》，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，本質(zhì)是改變?nèi)祟?lèi)對(duì)化石能源的高度依賴(lài)。無(wú)論是全球，還是全國(guó)，化石能源仍占比85％左右。扭轉(zhuǎn)人類(lèi)100多年來(lái)形成的能源使用習(xí)慣并不容易，路徑和手段便是推動(dòng)新能源利用。煤炭、石油等傳統(tǒng)能源通過(guò)燃燒也可以被利用，而風(fēng)、光必須轉(zhuǎn)化為電能才能被人類(lèi)利用，電作為媒介的意義不言而喻。
但伴隨風(fēng)光等新能源裝機(jī)量提升，電網(wǎng)正面臨從未有過(guò)的挑戰(zhàn)。
新能源+“大受端”，浙江電網(wǎng)挑戰(zhàn)幾何？
浙江電網(wǎng)是典型的“大受端”電網(wǎng)，外來(lái)電占比達(dá)三分之一，負(fù)荷高峰期外來(lái)電力超過(guò)3000萬(wàn)千瓦，低谷時(shí)也有1000萬(wàn)千瓦。
省內(nèi)最大電力來(lái)源仍是煤電機(jī)組，統(tǒng)調(diào)煤電機(jī)組加上分散于各地的“小火電”，總裝機(jī)規(guī)模約4800萬(wàn)千瓦。天然氣機(jī)組、核電、水電的裝機(jī)量分別約為1265萬(wàn)千瓦、280萬(wàn)千瓦、600萬(wàn)千瓦。
除此之外便是以光伏為主的新能源，天氣狀況良好時(shí)，光伏每日出力可以達(dá)到1100萬(wàn)~1200萬(wàn)千瓦。風(fēng)電更加不穩(wěn)定，每日出力在四五十萬(wàn)千瓦到兩三百萬(wàn)千瓦之間波動(dòng)。
相比于傳統(tǒng)的火電、核電、水電機(jī)組，風(fēng)光等新能源更加“不可控”。“對(duì)于電力系統(tǒng)這樣的復(fù)雜系統(tǒng)，只有‘可控’才能較好管理其經(jīng)濟(jì)性、安全性，而且電力系統(tǒng)還需要實(shí)時(shí)平衡，即‘發(fā)多少用多少’。新能源電源帶來(lái)的最大挑戰(zhàn)便是‘靠天吃飯’。”孫可說(shuō)。
對(duì)于“靠天吃飯”的新能源出力預(yù)判至關(guān)重要。浙江電網(wǎng)調(diào)度員樓賢嗣告訴記者，以光伏為例，每一天，都會(huì)對(duì)光伏曲線(xiàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，再以此確定火電機(jī)組的開(kāi)機(jī)方式。浙江原則上光電、風(fēng)電發(fā)出多少，便上網(wǎng)多少，不會(huì)棄光、棄風(fēng)。
因此火電機(jī)組是否開(kāi)機(jī)、開(kāi)機(jī)時(shí)段、負(fù)荷率等都要根據(jù)對(duì)新能源出力的預(yù)測(cè)確定，煤電機(jī)組開(kāi)機(jī)后的負(fù)荷率會(huì)在40％至100％間調(diào)整。一旦光伏實(shí)際出力與預(yù)測(cè)偏差較大，就需要火電機(jī)組緊急補(bǔ)位，否則只能購(gòu)買(mǎi)外來(lái)電，但是如果遇到類(lèi)似今夏的極端情況，購(gòu)電也會(huì)比較困難。
但對(duì)于光伏出力的預(yù)測(cè)并不容易。國(guó)網(wǎng)浙江電力調(diào)度控制中心自動(dòng)化處處長(zhǎng)錢(qián)建國(guó)告訴《中國(guó)新聞周刊》，一朵云是否出現(xiàn)，在什么時(shí)間出現(xiàn)，都會(huì)影響光伏出力。“如果一朵云在光伏出力還在爬坡階段的八九點(diǎn)出現(xiàn)，影響有限。但是如果在中午這樣的出力高峰時(shí)段出現(xiàn)，則影響較大。每日光伏出力的峰值可以達(dá)到1300萬(wàn)千瓦，但是如果趕上下雨天，又可以低至一兩百萬(wàn)千瓦。”
在以光伏為代表的新能源出力峰谷差異如此之大的情況下，電網(wǎng)正面臨雙重考驗(yàn)，一方面是如何在不棄光不棄風(fēng)的情況下解決消納問(wèn)題；另一方面是風(fēng)光機(jī)組無(wú)法做到按需發(fā)電，如何在無(wú)風(fēng)無(wú)光時(shí)保證用戶(hù)用電需求。
在特定時(shí)段，浙江新能源消納已經(jīng)面臨一定壓力。比如春節(jié)前后，負(fù)荷較小，遇到光伏出力較多的時(shí)段，可能需要將煤電機(jī)組降至技術(shù)出力下限之下，甚至被迫停機(jī)，但是煤電機(jī)組在出力下限之下的可調(diào)空間十分有限。而在同一天夜間，伴隨光伏出力減少，煤電機(jī)組的負(fù)荷率又需要提升至90％以上。
“北侖區(qū)既是能源消耗大戶(hù)，也是發(fā)電大戶(hù)。因?yàn)榕徃劭冢禾窟\(yùn)輸便利，北侖電廠一度是全國(guó)最大火力發(fā)電廠。但隨著更多分布式光伏并網(wǎng)，如何平衡傳統(tǒng)發(fā)電方式與新能源利用之間的關(guān)系，這對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的提升帶來(lái)更大考驗(yàn)。”高頌九告訴記者。
即使在夏季，光伏每日發(fā)電的時(shí)長(zhǎng)也不足8小時(shí)，而其中真正高效的時(shí)長(zhǎng)約為4小時(shí)。每天16點(diǎn)之后光伏出力會(huì)明顯下降，但是傍晚居民用電負(fù)荷又會(huì)上升，由此帶來(lái)的負(fù)荷缺口如何迅速填補(bǔ)？錢(qián)建國(guó)認(rèn)為，面對(duì)新能源“靠天吃飯”帶給電源側(cè)的不確定性，“當(dāng)下仍需火電機(jī)組‘保底’，目前，浙江正在對(duì)火電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造。”
除去新能源電源帶來(lái)的不確定性，浙江作為“大受端”電網(wǎng)，外來(lái)電可調(diào)節(jié)幅度較小，遇到2022年夏季這樣的極端天氣時(shí)不確定性較大。顯然，2000公里外的四川水電，難以完全配合浙江需求供給。
“傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中唯一不可控的因素是負(fù)荷，不可能提前獲知用戶(hù)用電時(shí)間、用電量。如今發(fā)電側(cè)也變得越來(lái)越不可控。而當(dāng)不可控的新能源電源越來(lái)越多，電力系統(tǒng)需要適應(yīng)這樣的不確定性，完成整個(gè)系統(tǒng)的平衡。”孫可認(rèn)為，這正是新型電力系統(tǒng)要解決的最為關(guān)鍵的問(wèn)題。
火電機(jī)組的靈活性改造，是在增加源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)四側(cè)中電源側(cè)的可調(diào)節(jié)能力。增強(qiáng)四側(cè)的可調(diào)節(jié)性，這是2020年國(guó)網(wǎng)浙江電力提出建設(shè)“多元融合高彈性電網(wǎng)”的目標(biāo)，這也是建設(shè)新型電力系統(tǒng)的目標(biāo)之一。如今更強(qiáng)調(diào)“數(shù)字化牽引”的作用，其中就包括通過(guò)數(shù)字化手段對(duì)“不可控”的負(fù)荷進(jìn)行需求側(cè)管理。
重新認(rèn)識(shí)“電網(wǎng)數(shù)字化”
2022年“十一”假期前后，浙江迎來(lái)幾日涼爽的天氣。但是錢(qián)建國(guó)告訴記者，電力供需依舊緊張。“今年夏季面臨極端高溫，浙江單日最高負(fù)荷曾達(dá)到1.1億千瓦，9月末單日最高負(fù)荷雖然降至7000余萬(wàn)千瓦左右，但是夏季火電機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間在45℃高溫的環(huán)境下接近滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，需要檢修，為迎峰度冬做準(zhǔn)備，因此供電能力有階段性下降。”
極端高溫天氣，疊加四川因旱情外送水電減少，今年夏季浙江用電“調(diào)峰”壓力顯而易見(jiàn)。
杭州市蕭山區(qū)是工業(yè)重鎮(zhèn)，高能耗企業(yè)占比較高，可被視為“負(fù)荷大省”浙江的縮影。今年夏季有序用電形勢(shì)最嚴(yán)峻時(shí)，單日瞬時(shí)最高壓降負(fù)荷達(dá)到119萬(wàn)千瓦，占據(jù)杭州整體壓降額度的一半，但日常蕭山負(fù)荷僅占比杭州21％。“在今夏19天有序用電時(shí)段，有3天曾進(jìn)行如此幅度的降負(fù)荷，需要全區(qū)4700余家企業(yè)參與。”國(guó)網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司執(zhí)行董事、黨委書(shū)記徐巍峰告訴《中國(guó)新聞周刊》。
有序用電時(shí)段，企業(yè)會(huì)被分為ABCD四類(lèi)，效益較好的A類(lèi)企業(yè)用電需求需要保證。反之，D類(lèi)企業(yè)屬于高耗能企業(yè)，需要更大幅度地降低用電需求。
國(guó)網(wǎng)浙江電力相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，調(diào)峰時(shí)，電網(wǎng)更多關(guān)注工業(yè)企業(yè)的可調(diào)節(jié)負(fù)荷，比如1000家工廠在特定時(shí)段均降低一定負(fù)荷，就能極大緩解電網(wǎng)尖峰時(shí)刻的壓力。壓降負(fù)荷的指標(biāo)一般逐層分解，從省級(jí)層面一直分解到縣級(jí)。
長(zhǎng)久以來(lái)，調(diào)峰時(shí)壓降工業(yè)企業(yè)負(fù)荷主要靠基層工作人員提前電話(huà)或上門(mén)溝通，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)向不同企業(yè)分?jǐn)側(cè)蝿?wù)。這位負(fù)責(zé)人解釋說(shuō)，“比如針對(duì)一家化工廠，需要提前一天溝通，‘在明天中午負(fù)荷壓力較大時(shí)能否關(guān)停一小時(shí)？’待到第二天需要關(guān)停時(shí)再確認(rèn)。人工投入很大，溝通成本很高，而且成功率可能只有一半。”
有地市供電公司人士告訴記者，“我們不能對(duì)企業(yè)簡(jiǎn)單直接進(jìn)行拉閘限電，向企業(yè)下發(fā)調(diào)峰通知單時(shí)也需要‘有理有據(jù)’，企業(yè)會(huì)發(fā)出‘為什么別人能用電而我卻不能用’的疑問(wèn)，這其實(shí)對(duì)調(diào)峰方案的精準(zhǔn)度提出了很高的要求。”
國(guó)網(wǎng)浙江電力數(shù)字化工作部副主任陳利躍告訴記者，數(shù)字化手段的使用便是希望通過(guò)一個(gè)“大腦”實(shí)現(xiàn)“一鍵響應(yīng)”，即按下一個(gè)按鈕就可以形成壓降負(fù)荷的最優(yōu)方案。
實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)想，基于前期對(duì)工業(yè)企業(yè)的信息收集，比如掌握某家工廠在下午一點(diǎn)左右并非生產(chǎn)高峰期，通過(guò)這樣的篩選可以將溝通的成功率大大提高。
因此電力系統(tǒng)的數(shù)字化，不只是將原先線(xiàn)下的工作轉(zhuǎn)移至線(xiàn)上，還包括對(duì)電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)的深度感知、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和閉環(huán)控制。“從常規(guī)發(fā)電機(jī)組、新能源電站，到輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)，再到工業(yè)企業(yè)、充電樁和儲(chǔ)能設(shè)施都需要不斷提升監(jiān)測(cè)能力，并結(jié)合預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化平衡。”陳利躍告訴記者，浙江電網(wǎng)已經(jīng)具備較強(qiáng)的感知能力，通過(guò)最小的代價(jià)精準(zhǔn)采集更多信息。“未來(lái)會(huì)在工業(yè)企業(yè)加裝更多采集數(shù)據(jù)的終端，甚至通過(guò)與企業(yè)簽訂協(xié)議達(dá)成調(diào)峰時(shí)遠(yuǎn)程控制的效果。”
“目前針對(duì)工業(yè)企業(yè)的需求側(cè)響應(yīng)，已經(jīng)精確到生產(chǎn)車(chē)間的不同設(shè)備上。此前我們走訪(fǎng)企業(yè)，與企業(yè)溝通生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可以‘秒停’的設(shè)備，比如電焊、切割等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。”徐巍峰告訴記者，目前蕭山2500家規(guī)上工業(yè)企業(yè)已經(jīng)接入實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
高頌九則告訴記者，會(huì)將企業(yè)的用電需求劃分為幾類(lèi)，其中就包括“可調(diào)負(fù)荷”，即企業(yè)在不影響正常生產(chǎn)的情況下可以壓降的部分負(fù)荷，空調(diào)負(fù)荷便屬于此列，社區(qū)內(nèi)已經(jīng)有70家企業(yè)安裝了空調(diào)負(fù)荷監(jiān)測(cè)設(shè)備，容量約為7500千瓦，其中1500千瓦可以作為“蓄水池”參與調(diào)峰。
除了工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用電需求，空調(diào)負(fù)荷是目前浙江需求側(cè)響應(yīng)關(guān)注的另一個(gè)重點(diǎn)。
徐巍峰表示，今年夏天有序用電時(shí)段，蕭山區(qū)每日空調(diào)負(fù)荷130萬(wàn)千瓦，占比30％以上。如果空調(diào)負(fù)荷能夠通過(guò)溫度控制、開(kāi)關(guān)時(shí)段調(diào)整參與需求側(cè)響應(yīng)，可以在相當(dāng)程度壓縮部分用電需求。比如商場(chǎng)中空調(diào)溫度調(diào)高一度，顧客可能并沒(méi)有感受。再比如企業(yè)的空調(diào)可以在用電低谷時(shí)段自動(dòng)開(kāi)啟，而在用電高峰時(shí)段主動(dòng)調(diào)高溫度、降低負(fù)荷。
“這不僅意味著節(jié)能，對(duì)于電網(wǎng)調(diào)節(jié)也至關(guān)重要。”錢(qián)建國(guó)告訴記者，優(yōu)化空調(diào)負(fù)荷可以在相當(dāng)程度上緩解省內(nèi)尖峰時(shí)刻的用電困難。這樣的優(yōu)化需要通過(guò)數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)，比如精準(zhǔn)掌握空調(diào)溫度上調(diào)一度可以壓低的負(fù)荷數(shù)據(jù)，摸清“蓄水池”的容量可以更好地調(diào)峰。
“數(shù)字化牽引新型電力系統(tǒng)，體現(xiàn)在需求側(cè)管理，可以將其理解為將實(shí)體對(duì)象在數(shù)字世界再現(xiàn)，利用數(shù)字孿生和人工智能進(jìn)行建模和計(jì)算，再反饋到實(shí)體電網(wǎng)。”錢(qián)建國(guó)說(shuō)，數(shù)字化手段可以對(duì)現(xiàn)有要素進(jìn)行優(yōu)化組合，“相比于一座抽水蓄能電站可能高達(dá)數(shù)十億元的投入，數(shù)字化手段僅需投入數(shù)千萬(wàn)元，依然能達(dá)到相同的調(diào)峰效果。”
浙江探路讓電網(wǎng)更智慧
利用數(shù)字化手段構(gòu)建需求側(cè)響應(yīng)的能力，在孫可看來(lái)，這使得原本不可控的需求變得更加有序，從而使得用戶(hù)也更好地參與調(diào)峰。“建設(shè)新型電力系統(tǒng)需要在源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)四側(cè)尋找更多可調(diào)節(jié)的能力和資源，而很多都是此前被忽視的能力和資源。”
國(guó)網(wǎng)麗水市供電公司相關(guān)負(fù)責(zé)人向《中國(guó)新聞周刊》舉例說(shuō)，在麗水，80％的水電站是沒(méi)有庫(kù)容的徑流電站，但通常其水系上游都有一座或幾座擁有較好庫(kù)容調(diào)節(jié)能力的水電站。當(dāng)庫(kù)容電站開(kāi)機(jī)時(shí)，下游的徑流電站也能用這座電站發(fā)電下泄的水流進(jìn)行發(fā)電，每一立方米的水的動(dòng)能在同流域的多個(gè)水電站得到了充分的利用。
過(guò)去流域調(diào)度無(wú)法精確掌握每座電站的發(fā)、送電時(shí)點(diǎn)，如今通過(guò)將一條流域的水電站建模，精準(zhǔn)掌握電站間的來(lái)水關(guān)系、發(fā)電時(shí)間差和不同機(jī)組的水能轉(zhuǎn)化效率，通過(guò)精密的計(jì)算讓流域水電群的發(fā)電出力可以在需要的時(shí)點(diǎn)以最快的速度或最大的效率達(dá)到電網(wǎng)調(diào)度的目標(biāo)，使得其在調(diào)峰時(shí)對(duì)大電網(wǎng)的支持效率達(dá)到最高。
當(dāng)然，在源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)四側(cè)中，儲(chǔ)能是最為直觀的用于調(diào)節(jié)的資源和能力。從電網(wǎng)的角度來(lái)看，更重要的是將用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能統(tǒng)籌。
“我們鼓勵(lì)用戶(hù)側(cè)投建儲(chǔ)能，目前谷電價(jià)格每度只有兩毛錢(qián)，而高峰時(shí)電價(jià)每度可達(dá)七八毛錢(qián)，峰谷電價(jià)差足以確保儲(chǔ)能收益。只要儲(chǔ)能‘谷充峰放’，就是在幫助大電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。”肖龍海說(shuō)，同時(shí)，企業(yè)配套分布式光伏自建的儲(chǔ)能也要為電網(wǎng)調(diào)節(jié)所用，電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)儲(chǔ)能可以自主運(yùn)行。一旦面臨電力供應(yīng)缺口，儲(chǔ)能運(yùn)行不能各行其是，而是需要服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)節(jié)。
用戶(hù)側(cè)的儲(chǔ)能設(shè)施也能服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)節(jié)，這預(yù)示著在新型電力系統(tǒng)中發(fā)電與用電的界限更加模糊。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，發(fā)電、用電界限清晰，但是如今兩者的邊界越來(lái)越模糊，原本屬于用電的負(fù)荷側(cè)可能因?yàn)榧友b了分布式光伏同時(shí)成為電源側(cè)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的趨勢(shì)愈發(fā)明顯。在浙江“十四五”期間打造的100個(gè)新型電力系統(tǒng)試點(diǎn)項(xiàng)目中，“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”項(xiàng)目達(dá)到65個(gè)。
其實(shí)在負(fù)荷側(cè)，可以挖掘的資源還有很多。肖龍海向記者舉例說(shuō)，比如充電樁，原本屬于負(fù)荷側(cè)，但目前正在推動(dòng)V2G模式，即新能源車(chē)可以通過(guò)充電樁向電網(wǎng)返送電力。“傍晚下班后，一般會(huì)有大量新能源車(chē)處于充電狀態(tài)，此時(shí)恰是一天中負(fù)荷的又一個(gè)高峰。此時(shí)如果電網(wǎng)面臨供應(yīng)缺口，充電樁可以從充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài)，新能源車(chē)相當(dāng)于移動(dòng)的儲(chǔ)能裝置，可以通過(guò)價(jià)格機(jī)制引導(dǎo)其在此時(shí)放電，賺取差價(jià)。”
伴隨源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化，被改變的還有配電網(wǎng)的角色。相比于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中集中發(fā)電，再由不同層級(jí)電網(wǎng)輸送的模式，分布式新能源就地、就近消納是未來(lái)的趨勢(shì)。
“目前麗水白天通常是受端電網(wǎng)，午間水光大發(fā)時(shí)段或汛期晚間負(fù)荷低谷時(shí)則有外送能力。未來(lái)希望本地新能源能更多在本地消納，否則區(qū)域電網(wǎng)一天內(nèi)可能既需要從省網(wǎng)買(mǎi)入大量電能，在負(fù)荷低谷時(shí)段又要大幅倒送電能，一進(jìn)一出會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的電能損失。”國(guó)網(wǎng)麗水供電公司負(fù)責(zé)人告訴記者。
“未來(lái)配電網(wǎng)將逐漸成為一個(gè)‘自治’單元，正常情況下自主運(yùn)行，遇到無(wú)法解決的問(wèn)題再向大電網(wǎng)尋求幫助。比如配電網(wǎng)中光伏出力不足，面臨電力供應(yīng)缺口，就需要大電網(wǎng)送電。反之，如果大電網(wǎng)需要調(diào)峰，配電網(wǎng)也可以充分挖掘自身資源協(xié)助大電網(wǎng)。”肖龍海表示，未來(lái)配電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的關(guān)系應(yīng)該是“自己的問(wèn)題自己解決，盡量不給大電網(wǎng)惹麻煩”。
“不同規(guī)模新能源電站接入的電壓等級(jí)不同，如果較小，就接入配電網(wǎng)，如果較大，就接入主電網(wǎng)。對(duì)于接入主電網(wǎng)的新能源電站，更像將一塊石頭扔進(jìn)大海，不會(huì)產(chǎn)生影響。但對(duì)于接入配電網(wǎng)的新能源電站來(lái)講，就像將一塊石頭扔進(jìn)水盆，必然激起更大的波瀾，面臨較大的消納壓力。因此一些配電網(wǎng)的管理方式要因此轉(zhuǎn)變。”孫可解釋說(shuō)。
而一家處于配電網(wǎng)末端的工廠也可以自己組成“微電網(wǎng)”。“如果某個(gè)區(qū)域分布式光伏裝機(jī)量較大，公用電網(wǎng)承接有困難，加之用戶(hù)用電量較大、對(duì)價(jià)格較為敏感，就可以組成一個(gè)微電網(wǎng)，即微型小電網(wǎng)。公用電網(wǎng)與內(nèi)部的分布式光伏共同構(gòu)成它的電源，當(dāng)內(nèi)部電源不足時(shí)就從公用電網(wǎng)購(gòu)電，反之也可以向公用電網(wǎng)售電。”孫可表示，平衡是電力系統(tǒng)的第一原則，微電網(wǎng)也是如此，需要一套能量管理系統(tǒng)。“搭建微電網(wǎng)系統(tǒng)也需要成本，需要經(jīng)濟(jì)適用、技術(shù)可行，未來(lái)公用電網(wǎng)不可能‘包打天下’，可能難以滿(mǎn)足一些差異化需求，用戶(hù)可以算賬，是從公用電網(wǎng)購(gòu)電更劃算，還是搭建一套微電網(wǎng)的系統(tǒng)更劃算。”
微電網(wǎng)可以由一家工廠，一個(gè)工業(yè)園區(qū)，或是一座商業(yè)綜合體組成。比如一家企業(yè)對(duì)電能需求較高，且占比成本較高，建設(shè)微電網(wǎng)便更有動(dòng)力。
孫可告訴記者，目前浙江已經(jīng)出現(xiàn)微電網(wǎng)，但是數(shù)量不多，未來(lái)要做好微電網(wǎng)和公共電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行的準(zhǔn)備。
在蕭山區(qū)，“千瓦可控的園區(qū)”和“度電可調(diào)的社區(qū)”兩大場(chǎng)景正在建設(shè)中，其中在橋南區(qū)塊，供電公司正在建設(shè)全域能量管控平臺(tái)，將數(shù)個(gè)微電網(wǎng)連接起來(lái)成為微電網(wǎng)群，加裝一套控制平臺(tái)。一方面未來(lái)可以在微電網(wǎng)群中探索分布式發(fā)電交易模式，另一方面匯聚微電網(wǎng)群中的源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源，更好地參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。一旦大電網(wǎng)有所需求，不需要控制微電網(wǎng)群中的每個(gè)電源、負(fù)荷，而是向微電網(wǎng)群發(fā)出一個(gè)指令，至于其內(nèi)部如何調(diào)節(jié)則屬于“自治”范疇。
源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)一體化，在孫可看來(lái)，網(wǎng)的作用最為重要。“電力系統(tǒng)可能是世界上最大的人工系統(tǒng)，不像生態(tài)系統(tǒng)那樣可以自主調(diào)節(jié)。電力系統(tǒng)依靠‘大腦’與‘神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)’調(diào)節(jié)，電網(wǎng)扮演的就是‘大腦’‘神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)’的角色，原來(lái)是用‘可控’的電源滿(mǎn)足‘不可控’的負(fù)荷，現(xiàn)在需要調(diào)節(jié)供需，使其更好平衡，這無(wú)疑需要電網(wǎng)更加智慧。”
原標(biāo)題：儲(chǔ)能，正助力浙江走向“未來(lái)電網(wǎng)”！
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