隨著能源革命的持續(xù)推進和新能源大規(guī)模接入,新型電力系統(tǒng)的“三雙”特征越來越明顯,即雙高(高比例可再生能源和高比例電力電子裝備)、雙峰(電力網(wǎng)絡(luò)冬夏負荷高峰)、雙側(cè)隨機(供給側(cè)隨機性和需求側(cè)隨機性),而對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)簡單的修補和增刪已經(jīng)難以支撐含高比例可再生能源電力系統(tǒng)的安全高效運行,推動電力系統(tǒng)變革、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)勢在必行。
因此,探索一套能夠有效推動新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動新模式,對于確保清潔能源最大化消納,加快電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)升級,實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標意義重大。
當(dāng)前存在的問題
▌新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的安全穩(wěn)定問題
陜(西)湖(北)直流特高壓工程投運后,“十四五”期間,湖北電網(wǎng)將成為全國互聯(lián)成分(特高壓直流、特高壓交流、常規(guī)直流、常規(guī)交流、柔性直流)、電網(wǎng)功能(送、受并存)最復(fù)雜的省級電網(wǎng)之一,交直流混聯(lián)、送受端并存的特點將更加突出,新版穩(wěn)定導(dǎo)則和事故調(diào)查規(guī)程的出臺對大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求。
隨著“雙碳”目標的提出和電力市場化改革的深入推進,電力系統(tǒng)“雙高”形態(tài)和“雙新”特征凸顯,傳統(tǒng)和新形態(tài)穩(wěn)定問題交織,故障形態(tài)和演化路徑日趨復(fù)雜,連鎖反應(yīng)風(fēng)險大幅增加,能源轉(zhuǎn)型面臨巨大挑戰(zhàn)。
近年來,儲能電站爆炸起火事件頻發(fā),為該行業(yè)敲響了儲能系統(tǒng)安全警鐘。據(jù)統(tǒng)計,2017年8月至2019年10月,韓國發(fā)生的27起光伏電站儲能系統(tǒng)的火災(zāi)事故中,有17起事故是化學(xué)鋰電池燃燒引起的。當(dāng)然,儲能安全問題不僅僅是電池帶來的,而是系統(tǒng)安全問題,某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將帶來難以估計的損失。
▌新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的成本控制問題
新能源成為主體電源,電力系統(tǒng)儲能建設(shè)、煤電靈活性改造、電網(wǎng)接入、負荷側(cè)響應(yīng)各環(huán)節(jié)建設(shè)和運營成本都要增加,但近年我國終端電價一直呈現(xiàn)下
降趨勢,市場化機制不健全,矛盾較為突出。例如,羅田縣白蓮河抽水蓄能電站年固定容量電費達到4億元左右,湖北省火電靈活性改造勢必降低火電機組年利用小時數(shù),降低火電機組運行經(jīng)濟性,各方增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力都有經(jīng)濟性的約束。
未來重點工作
▌出臺長期工作規(guī)劃,構(gòu)建“雙碳”目標管理體系
1)出臺“雙碳”工作規(guī)劃
▌出臺長期工作規(guī)劃,構(gòu)建“雙碳”目標管理體系
1)出臺“雙碳”工作規(guī)劃
制定以“雙碳”為目標的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展模式構(gòu)建與實施方案,明確管理創(chuàng)新項目工作目標、工作思路、創(chuàng)新方法、保障措施、進度計劃及責(zé)任人、預(yù)期成果、成果報告撰寫計劃等內(nèi)容。之后由地市(自治州)、縣(區(qū)、縣級市)公司及支撐機構(gòu)出臺具體的“雙碳”建設(shè)方案,明確各自的工作計劃和工作任務(wù)。
2)組建“雙碳”管理機構(gòu)
成立“碳達峰、碳中和”工作領(lǐng)導(dǎo)小組,由國網(wǎng)湖北省電力有限公司(簡稱公司)主要董事和黨委委員組成領(lǐng)導(dǎo)小組,下設(shè)辦公、規(guī)劃、運行、宣傳等專項工作小組。領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)貫徹國家、國家電網(wǎng)有限公司和湖北省委省政府關(guān)于“碳達峰、碳中和”的各項決策部署,加強與政府有關(guān)部門、相關(guān)單位的溝通銜接,審議公司落實舉措、工作目標、重大任務(wù)及有關(guān)工作安排,研究解決工作中遇到的重大問題,統(tǒng)籌各方力量,調(diào)動各級資源,督導(dǎo)各部門、機構(gòu)和單位工作進展,全面推進公司“碳達峰、碳中和”各項工作。工作小組負責(zé)項目的具體研究、推進和實施等工作。
▌電源側(cè):加快清潔能源發(fā)展,推動能源供給多元清潔低碳化
1)推動新能源政策出臺
堅持規(guī)劃統(tǒng)籌,充分發(fā)揮電網(wǎng)規(guī)劃引導(dǎo)作用,配合湖北省能源局編制“十四五”可再生能源規(guī)劃。爭取湖北省能源局出臺鼓勵煤電機組靈活性改造政策,爭取2025年前實現(xiàn)應(yīng)改盡改。爭取湖北省能源局出臺新能源優(yōu)先配置政策,對于實施煤電機組靈活性改造的發(fā)電企業(yè)配置新能源發(fā)展指標,新增新能源項目要求配置儲能設(shè)施。
2)支持新能源基地建設(shè)
一是積極引導(dǎo)新能源合理布局。配合湖北省能源局發(fā)布新能源消納指引,根據(jù)電網(wǎng)情況將湖北省分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類消納區(qū)域,支持新能源優(yōu)先就地就近消納,統(tǒng)籌考慮在建項目、電力負荷、送出通道和網(wǎng)架結(jié)構(gòu),引導(dǎo)新能源企業(yè)按指引合理布局、有序發(fā)展。
二是做好新能源基地建設(shè)。配合湖北省能源局綜合考慮區(qū)域內(nèi)資源稟賦及電網(wǎng)能力,合理設(shè)置基地項目,支持基地項目利用現(xiàn)有水電、火電通道打捆送出,推動風(fēng)光水火儲多能融合互補,充分發(fā)揮現(xiàn)有輸電通道輸送能力,實現(xiàn)綜合效益最優(yōu)。
三是加快推進新能源并網(wǎng)服務(wù)工作。開辟新能源配套電網(wǎng)工程建設(shè)“綠色通道”,對符合規(guī)劃和政策要求的清潔能源發(fā)電項目,全力做好并網(wǎng)服務(wù)工作,開辟風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新能源配套電網(wǎng)工程建設(shè)“綠色通道”,加快推進項目建設(shè)。
四是加快分布式電源建設(shè)。為分布式電源提供一站式全流程免費服務(wù),加強配電網(wǎng)互聯(lián)互通和智能控制,滿足分布式清潔能源并網(wǎng)和多元負荷用電需要。加快微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用,為分布式電源和微電網(wǎng)運行提供技術(shù)保障,提升重要負荷應(yīng)急保障和風(fēng)險防御能力。
3)提升新能源傳輸能力
超前開展外區(qū)清潔能源送入湖北研究,規(guī)劃建設(shè)金上(金沙江上游)-湖北直流特高壓工程。全力消納光火打捆、光水集合的區(qū)外來電,夯實“雙碳”目標實現(xiàn)基礎(chǔ)。
全力推進華中特高壓交流環(huán)網(wǎng)建設(shè),完善華中區(qū)域電網(wǎng)電力資源大規(guī)模優(yōu)化配置平臺,全面提升?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)間互濟能力,并完善湖北省內(nèi)500 kV“西電東送”通道,加快220 kV及以下各級電網(wǎng)建設(shè),暢通省內(nèi)新能源輸送通道,打通新能源消納堵點和毛細血管。
▌電網(wǎng)側(cè):加快智能電網(wǎng)建設(shè),推動電網(wǎng)數(shù)字智能高彈性化
1)加快推動電力系統(tǒng)納入政府規(guī)劃
結(jié)合“雙碳”目標和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建要求,全力配合做好湖北省“十四五”電力規(guī)劃,推動將電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)促進能源轉(zhuǎn)型的重大舉措、重點工程納入湖北省政府規(guī)劃。一是梳理湖北省內(nèi)電力基本情況。統(tǒng)籌電力供應(yīng)、運行安全和利用效率,推動風(fēng)電、太陽能發(fā)電等電源的合理安排。
二是加強電力規(guī)劃研究。配合湖北省能源局,研究湖北省應(yīng)急備用和調(diào)峰電源建設(shè)方案,推動電源增發(fā)、穩(wěn)供,提高跨區(qū)跨省送電和互濟能力,研究利用市場化手段擴大需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模,做好電力供應(yīng)保障。
三是開展電力規(guī)劃編修。配合湖北省能源局編制“十四五”可再生能源規(guī)劃。滾動調(diào)整湖北電網(wǎng)“十四五”發(fā)展規(guī)劃,加快湖北電網(wǎng)中長期電力供應(yīng)格局研究、湖北電網(wǎng)遠景形態(tài)深化研究,滾動修編“四交兩直”特高壓電網(wǎng)過渡期適應(yīng)性研究、銜接湖北500 kV目標網(wǎng)架的220 kV電網(wǎng)優(yōu)化發(fā)展研究。
四是優(yōu)化電網(wǎng)項目建設(shè)方案。結(jié)合新能源開發(fā)規(guī)模和布局,對電網(wǎng)項目具體安排和建設(shè)時序進行調(diào)整,重點保障負荷供應(yīng),優(yōu)先滿足新能源接入。
2)開辟清潔能源并入電網(wǎng)系統(tǒng)的綠色通道
對于符合規(guī)劃和政策要求的清潔能源發(fā)電項目,及時、高效、規(guī)范開展并網(wǎng)工作,明確工作時限。與發(fā)電企業(yè)合作,積極開辟新能源配套電網(wǎng)工程建設(shè)的“綠色通道”。
對于符合規(guī)劃和政策要求的清潔能源發(fā)電項目,全力做好并網(wǎng)服務(wù)工作。深化“放管服”改革,下放配套項目可研設(shè)計批復(fù)權(quán)限,及時安排投資計劃,加快推進清潔能源項目建設(shè),確保電網(wǎng)電源同步投產(chǎn)。同時,加快推進清潔能源外送配套電網(wǎng)工程建設(shè)。
3)加快推動一流湖北電網(wǎng)建設(shè)
加快能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),全面暢通“四交兩直”特高壓大動脈,推進“一個中部框架、三個受端電網(wǎng)”主經(jīng)絡(luò)建設(shè),加快中低壓配網(wǎng)“毛細血管”延伸覆蓋,實現(xiàn)各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展。
一是加快數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)。推動大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)深度融合應(yīng)用,持續(xù)提升電網(wǎng)數(shù)字化智能化水平,持續(xù)增強全息感知、靈活控制、系統(tǒng)平衡能力,為清潔低碳、安全高效的能源體系建設(shè)提供有力支撐。
二是加快一流示范項目建設(shè)。按照國家電網(wǎng)有限公司統(tǒng)一要求,在完成武漢光谷能源互聯(lián)網(wǎng)綜合示范項目規(guī)劃后,要盡快啟動項目建設(shè),力爭2023年建成具有中國特色、國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)綜合示范區(qū),主要指標達到國際領(lǐng)先水平,引領(lǐng)能源互聯(lián)網(wǎng)全面建設(shè)。
三是加快推動新模式試點應(yīng)用。配合政府有關(guān)部門參與市場規(guī)則建設(shè),積極引導(dǎo)用戶參與市場交易,推進湖北電網(wǎng)“荷隨源動”電網(wǎng)運行新模式試點應(yīng)用。
4)加快推動清潔能源實現(xiàn)快速響應(yīng)
一是加強調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)。推進D5000智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)和省、地一體化自動發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)的建設(shè),加強跨區(qū)域、跨流域風(fēng)光水火聯(lián)合運行,促進清潔能源消納多級調(diào)度協(xié)同快速響應(yīng),高質(zhì)量完成清潔能源消納考核要求。
二是加強電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度。提高新能源功率預(yù)測水平,構(gòu)建專業(yè)級氣象監(jiān)測平臺,形成系統(tǒng)和場站兩級預(yù)測體系,切實提升新能源功率預(yù)測精度。優(yōu)化抽水蓄能電站發(fā)電、抽水運行,合理編制方案,及時調(diào)整全網(wǎng)水電機組、火電機組運行方式,優(yōu)先消納新能源電力,確保風(fēng)電、光伏能發(fā)盡發(fā)、能用盡用。
三是加快實施省級電網(wǎng)間備用共享機制。結(jié)合省級電網(wǎng)年最大負荷、單機最大裝機容量、跨區(qū)直流最大輸送容量等因素,研究確定多個省級電網(wǎng)最低需要預(yù)留的旋轉(zhuǎn)備用容量,作為區(qū)域電網(wǎng)實時運行動態(tài)平衡的標尺。
▌負荷側(cè):加快終端消費電能替代,推動能源消費高效減量電氣化
1)推進綜合能源服務(wù),構(gòu)建智慧能源服務(wù)體系
一是加快開拓綜合能源服務(wù)項目。以工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、大型公共建筑為重點,積極拓展用能診斷、能效提升、多能供應(yīng)等綜合能源服務(wù)。
二是推動建設(shè)綜合能源服務(wù)平臺。加快推進省級智慧能源服務(wù)平臺實用化,推動各類綜合能源項目全面納入省級平臺管理,加快平臺型企業(yè)構(gòu)建。推動智慧能源系統(tǒng)建設(shè),開發(fā)部署電力需求側(cè)響應(yīng)相關(guān)功能,貫通相關(guān)數(shù)據(jù),實現(xiàn)客戶、政府和電力公司的三方互動服務(wù),搭建線上線下一體化客戶服務(wù)平臺,及時向用戶發(fā)布用能信息,引導(dǎo)用戶主動節(jié)約用能。
2)提升區(qū)域供電能力,拓展電能替代廣度與深度
一是開展終端用能電氣化行動。提升城市供電能力,開展鄉(xiāng)村電氣化行動,做好沿江高鐵等電氣化鐵路供電服務(wù)工作。推動工業(yè)領(lǐng)域綠色制造轉(zhuǎn)型、建筑領(lǐng)域節(jié)能標準提升、交通領(lǐng)域綠色低碳升級,加大各領(lǐng)域替代力度。
二是加快推進充電設(shè)施建設(shè)。打造城區(qū)1 km、3 km、5 km充電服務(wù)圈,推進公共充電網(wǎng)絡(luò)向鄉(xiāng)村地區(qū)延伸,推動建設(shè)湖北省級充電設(shè)施信息服務(wù)平臺。充分挖掘電動汽車源荷儲特性,開展電動汽車給電網(wǎng)送電等新技術(shù)的研究及設(shè)備研發(fā)。
3)加強電力數(shù)據(jù)建設(shè),推動低碳消費市場建設(shè)
加強發(fā)電、用電、跨省區(qū)送電等大數(shù)據(jù)建設(shè),支撐碳市場配額測算等工作。加強碳減排方法研究,為產(chǎn)業(yè)鏈上下游提供碳減排服務(wù),從供給和需求雙側(cè)發(fā)力,利用市場手段統(tǒng)籌能源電力發(fā)展和節(jié)能減碳目標實現(xiàn)。完善能源雙控制度,合理控制能源消費總量,嚴格控制能耗強度,推進湖北省綠色建筑、綠色工廠、綠色產(chǎn)品、綠色園區(qū)、綠色供應(yīng)鏈建設(shè)。加快推進湖北省近零碳排放示范區(qū)建設(shè)。
▌儲能側(cè):深化儲能技術(shù)應(yīng)用,推動能源存儲增量靈活低成本化
1)加快儲能設(shè)施建設(shè)
一是規(guī)劃儲能與源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)發(fā)展布局。結(jié)合不同地區(qū)源、網(wǎng)、荷特性,分析區(qū)域新型電力系統(tǒng)發(fā)展定位及靈活性資源需求,落實國家電網(wǎng)有限公司加快抽水蓄能開發(fā)建設(shè)的指導(dǎo)意見,合理規(guī)劃儲能型設(shè)施發(fā)展規(guī)模、布局、接入范圍和建設(shè)時序,實現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲協(xié)調(diào)有序發(fā)展。
二是建立儲能運營新體制機制。推動儲能云平臺建設(shè),以共享經(jīng)濟、平臺經(jīng)濟的發(fā)展模式創(chuàng)新儲能運營的體制機制,充分挖掘儲能云的利用潛力,進行設(shè)備共享、資源共享和服務(wù)共享,最大限度地發(fā)揮儲能設(shè)備的利用價值,實現(xiàn)儲能設(shè)備資源優(yōu)化配置和高效利用。
三是推進源網(wǎng)荷各側(cè)儲能設(shè)施應(yīng)用。配合政府主管部門制定新能源年度規(guī)模配置方式,明確新增新能源項目儲能配置標準,鼓勵新增新能源項目配置儲能設(shè)施,在源、網(wǎng)、荷各側(cè)構(gòu)建儲能應(yīng)用場景和商業(yè)模式,開展“集中式共享儲能”電制氫技術(shù)應(yīng)用,打造示范項目,大力推進新增新能源項目儲能設(shè)施規(guī)模化應(yīng)用。
2)加快新能源配儲建設(shè)
加強溝通匯報,爭取湖北省能源局出臺政策鼓勵煤電機組靈活性改造,進一步激發(fā)火電企業(yè)進行改造的意愿,爭取2025年前煤電靈活性改造應(yīng)改盡改;促請湖北省能源局出臺新能源優(yōu)化配置政策,對實施煤電機組靈活性改造的發(fā)電企業(yè)配置新能源發(fā)展指標,爭取實現(xiàn)新增新能源項目儲能容量不低于裝機容量的20%、儲能時長不低于2h,全省新型儲能設(shè)施的建設(shè)規(guī)模超過100萬kW。
3)加快抽水蓄能建設(shè)
加快推進大幕山等符合規(guī)劃的抽水蓄能電站前期工作。圍繞“擴儲”,提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。加快開展湖北省煤電機組靈活性改造,積極向華中網(wǎng)調(diào)中心匯報,充分發(fā)揮白蓮河抽水蓄能電站和清江流域電站對湖北電網(wǎng)調(diào)峰的支撐作用。
深入優(yōu)化抽水蓄能電站調(diào)度運行,完善抽水蓄能、儲能電價和投資回報機制,完善峰谷分時電價。有序推進抽水蓄能電站和調(diào)峰氣電建設(shè),實施一批風(fēng)光水火儲一體化、源網(wǎng)荷儲一體化示范項目,提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。
▌構(gòu)建支撐服務(wù)體系,助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)
1)實施企業(yè)數(shù)字賦能,打造能源互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)
一是深化應(yīng)用國網(wǎng)新能源云系統(tǒng)。探索組建湖北省新能源云技術(shù)服務(wù)公司,全面接入煤、油、氣、電等能源數(shù)據(jù),匯聚能源全產(chǎn)業(yè)鏈信息,支持碳資產(chǎn)管理、碳交易、綠證交易和綠色金融等新業(yè)務(wù)。
二是加快省級能源大數(shù)據(jù)中心建設(shè)。發(fā)揮信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)平臺、數(shù)據(jù)資源及管理體系的信息安全優(yōu)勢,制訂省級能源大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)方案,并加快建設(shè)和運營。
三是加快能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。加快信息采集、感知、處理和應(yīng)用等環(huán)節(jié)的建設(shè),實現(xiàn)各類能源互通互濟,源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動,為新能源發(fā)電、多元化儲能、新型負荷大規(guī)模友好接入提供堅強支撐。
2)加強重大科技攻關(guān),提高整體節(jié)能減排水平
加快電力系統(tǒng)構(gòu)建和安全穩(wěn)定運行控制等技術(shù)研發(fā),推進虛擬電廠、新能源主動支撐等技術(shù)進步和應(yīng)用,研究推廣有源配電網(wǎng)和分布式能源,研制終端能效提升和能源綜合利用等技術(shù)裝備。
加快推進廣水市100%可再生能源互聯(lián)網(wǎng)試點示范等科技工程建設(shè)。加快推進低碳環(huán)保變壓器、互感器等非礦物油設(shè)備以及無SF6或少SF6的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)、斷路器、開關(guān)柜等設(shè)備研發(fā),加快運行控制技術(shù)、區(qū)塊鏈與碳排放監(jiān)控技術(shù)的改進,降低設(shè)備碳排放水平。
3)加快電力市場建設(shè),構(gòu)建低碳消納保障機制
一是加快推動市場機制和價格政策完善。完善輔助服務(wù)市場交易機制,引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)實現(xiàn)火電靈活性改造,完善抽水蓄能電價、儲能電價和投資回報機制,完善峰谷分時電價。
二是加快推動碳市場和電力市場協(xié)同發(fā)展。考慮碳市場對電力市場的影響,將電能價格與碳排放成本有機結(jié)合,發(fā)揮兩個市場相互促進、協(xié)同互補的作用。
三是加快構(gòu)建促進新能源消納保障機制。加快以中長期交易為主、現(xiàn)貨交易為補充的省級電力市場建設(shè)。完善省(自治區(qū))間交易體系,擴大新能源跨?。ㄗ灾螀^(qū))交易規(guī)模。優(yōu)先落實與新疆、陜西、青海、西藏等省區(qū)簽訂的框架協(xié)議,確保商定的清潔能源電量到位。
在當(dāng)前“碳達峰、碳中和”的大背景下,發(fā)展清潔能源既是歷史使命,也是歷史必然,構(gòu)建“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動的新型電力系統(tǒng)是電力革命的必由之路。
這就要求電力企業(yè)在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中繼續(xù)提升電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)能力,深入推進電網(wǎng)輸送能力建設(shè),強化電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度,充分發(fā)揮市場資源配置作用,通過“源源互補、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、網(wǎng)荷互動、網(wǎng)儲互動、源荷互動”持續(xù)發(fā)力,構(gòu)建一套面向未來的“源網(wǎng)荷儲”四維融合互動的新模式。
這樣才能在增量電力市場的競爭中謀求生存,為電力改革做出有益嘗試,也可為國家“雙碳”目標實現(xiàn)做出實實在在的貢獻。
原標題:“雙碳”背景下,源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動助力新型電力系統(tǒng)建設(shè)