2030年前碳達(dá)峰,、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和,，是我國(guó)的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。能源系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的主戰(zhàn)場(chǎng),，電力系統(tǒng)則是能源系統(tǒng)的主力軍,。要實(shí)現(xiàn)“雙碳”轉(zhuǎn)型,，還要構(gòu)建一個(gè)通向未來(lái)的,、重要的能源之橋，就是以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),。
山西作為全國(guó)首個(gè)能源革命綜合改革試點(diǎn),，新型電力系統(tǒng)與之密切相連。山西的新能源發(fā)電裝機(jī)容量占比超過(guò)30%,，到“十四五”末,，新能源和清潔能源發(fā)電裝機(jī)占比還將提高到50%,。那么，新型電力系統(tǒng)“長(zhǎng)什么樣”?新型電力系統(tǒng)如何將風(fēng),、光變?yōu)榭煽侩娫?智能化的新型電力系統(tǒng)如何讓風(fēng),、光等自然資源被最大化利用?我們來(lái)一探究竟——
清潔低碳 靈活高效
新型電力系統(tǒng)使生活更舒適
一切順其自然時(shí)，我們便習(xí)以為常,。當(dāng)人們合上電腦下班,，乘坐電梯，打開(kāi)家里的燈,，感受空調(diào)帶來(lái)的舒適體感,，窩在沙發(fā)上安心看一場(chǎng)電影，可曾想過(guò),，這些日常生活的背后,，是我國(guó)強(qiáng)大的電力系統(tǒng)在作支撐。
目前,，我國(guó)電力系統(tǒng)主要是以火力發(fā)電為主，水電,、風(fēng)電,、光伏發(fā)電、核電等發(fā)電形式作為補(bǔ)充的一個(gè)系統(tǒng),。而在“雙碳”背景下,，電力系統(tǒng)要升級(jí)了——也就是新型電力系統(tǒng)。未來(lái)構(gòu)建的新型電力系統(tǒng)將以新能源為供給主體,，以堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)為樞紐平臺(tái),，以源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)與多能互補(bǔ)為支撐，集中式與分布式電力結(jié)構(gòu)并舉,，在確保能源電力安全前提下,，滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展電力需求。相比傳統(tǒng)電力系統(tǒng),，新型電力系統(tǒng)將更加清潔低碳,、安全可控、靈活高效,、智能友好,、開(kāi)放互動(dòng)。
“以后綠色,、低碳乃至零碳的綠電融入生活使用,，不僅符合我們的公共利益，并且也會(huì)更便宜,、有趣,。比如將來(lái)家里的電動(dòng)汽車可以在晚上11時(shí)到第二天早上7時(shí)之間,，某個(gè)電價(jià)最低的時(shí)段，自動(dòng)在充電樁上充電,，向電網(wǎng)購(gòu)電;之后人們開(kāi)著車去上班,，停到停車場(chǎng)，在上班期間某個(gè)電價(jià)最高點(diǎn)的時(shí)候由電動(dòng)汽車自動(dòng)向充電樁放電,，整個(gè)過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了綜合盈利,。”山西省電力行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng),、金風(fēng)科技山西公司副總經(jīng)理薛宇用一個(gè)例子解釋新型電力系統(tǒng)究竟“長(zhǎng)什么樣”,。
值得關(guān)注的是，以新能源為供給主體的新型電力系統(tǒng)還有一大特征,，就是清潔低碳,。在“雙碳”目標(biāo)下，我省積極推進(jìn)能源革命,，布局新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,，加速實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。省第十二次黨代會(huì)提出：到“十四五”末,，新能源和清潔能源發(fā)電裝機(jī)占比將提高到50%的目標(biāo),。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)意味著光伏、風(fēng)電必將迎來(lái)大幅增長(zhǎng),。
追光逐風(fēng) 補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈
新型電力系統(tǒng)將風(fēng),、光變?yōu)榭煽侩娫?/p>
在大同，國(guó)家先進(jìn)技術(shù)光伏示范基地的晉能控股電力集團(tuán)藍(lán)嶺光伏電站內(nèi),，平均高4米的電池組件隨著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng),，汲取光能，這是國(guó)內(nèi)先進(jìn)的同景雙軸跟蹤系統(tǒng),，比常規(guī)固定式發(fā)電效率高20%以上,，年平均上網(wǎng)電量1.8億千瓦時(shí)。這種跟蹤系統(tǒng)突破了土地資源稀缺的瓶頸,，在上部進(jìn)行光能與電能轉(zhuǎn)化的同時(shí),，下面種植耐旱的大同黃花菜，實(shí)現(xiàn)農(nóng)光互補(bǔ),。
在長(zhǎng)治,，太陽(yáng)能光伏全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模位居全省第一。在這個(gè)鏈條上,，“硅礦—工業(yè)硅—多晶硅—單晶硅—電池片—太陽(yáng)能組件—光伏發(fā)電”上中下游各個(gè)環(huán)節(jié)緊密,，體系完整。僅山西潞安太陽(yáng)能科技有限責(zé)任公司一家，就擁有光伏一體化產(chǎn)能7.5GW,，是我國(guó)具備光伏一體化產(chǎn)能僅有的十家企業(yè)之一,。來(lái)自山西的光伏板將在這里把源源不斷的光能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)電網(wǎng)輸送到企業(yè),、工廠,、千家萬(wàn)戶。
追光逐風(fēng),，補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈,。新能源發(fā)電設(shè)施高度依賴風(fēng)力、太陽(yáng)光等自然資源,，由于它們具有很強(qiáng)的波動(dòng)性,，導(dǎo)致棄光棄風(fēng)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。新型電力系統(tǒng)應(yīng)該如何把波動(dòng)性,、間歇性很強(qiáng)的新能源變?yōu)榉€(wěn)定可控的電源?清華大學(xué)電機(jī)系教授郭慶來(lái)認(rèn)為：“這其實(shí)就是如何消納更多可再生能源的問(wèn)題,，由于原因多樣，所以解決的技術(shù)路徑也多元,。其中既有規(guī)劃的問(wèn)題,，比如電源、網(wǎng)價(jià)的規(guī)劃是否合理,，也有靈活性資源的配備問(wèn)題,，比如是否要上更多儲(chǔ)能。能源互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上,，就是希望通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)思維使能源系統(tǒng)具有更強(qiáng)可調(diào)節(jié)的靈活性，從而消納掉更多可再生能源的波動(dòng)性,?！?/p>
新型電力系統(tǒng)是以新能源為供給主體的，而在新能源發(fā)電技術(shù)中,，風(fēng)電和光伏將是能源主力軍,。截至2021年11月，中國(guó)可再生能源累計(jì)裝機(jī)容量約占全球1/3,，風(fēng)電,、光伏新增裝機(jī)占全球一半以上，其中風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模已超3億千瓦,，新增裝機(jī)量連續(xù)多年居全球第一,，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大的風(fēng)電制造國(guó)和應(yīng)用市場(chǎng)。
智能系統(tǒng) 質(zhì)效提升
讓風(fēng),、光等自然資源被最大化利用
如何保證新能源電力應(yīng)發(fā)盡發(fā),，讓豐富的風(fēng)、光等自然資源被最大化利用?構(gòu)建新型電力系統(tǒng)正是破解這一難題的現(xiàn)實(shí)路徑，而新型電力系統(tǒng)最大的特征之一就是智能化,。
中國(guó)華電集團(tuán)白虎嶺風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量100MW,，共有50臺(tái)風(fēng)機(jī)。理論狀態(tài)下,，每天不停運(yùn)轉(zhuǎn)24小時(shí),，可發(fā)電200多萬(wàn)千瓦時(shí)。不過(guò)風(fēng)電利用時(shí)間主要取決于當(dāng)天風(fēng)量大小和風(fēng)機(jī)運(yùn)作狀態(tài),，不可控因素決定了要靠“等風(fēng)收錢”并不容易,。
透過(guò)這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的控制中心——升壓室的智能屏幕，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)大與小,、所有風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)都可以看得清清楚楚,，智能系統(tǒng)給發(fā)電站的績(jī)效管理帶來(lái)了便利。據(jù)了解,，自從2021年4月實(shí)行日能效管理機(jī)制開(kāi)始,，這里每月發(fā)電量都有提升，截至去年11月電量同比提升719萬(wàn)千瓦時(shí),，相當(dāng)于節(jié)省884噸標(biāo)煤,，減少約2389噸二氧化碳排放量。
去年5月份,，該風(fēng)電場(chǎng)的一條線路出現(xiàn)故障,，工作人員通過(guò)智能系統(tǒng)看到后臺(tái)數(shù)據(jù)，判斷出問(wèn)題原因,，只用兩個(gè)小時(shí)就消除了故障,，比原先同類情況節(jié)省約40個(gè)小時(shí)。此次故障解決,，說(shuō)明日能效管理機(jī)制不僅使發(fā)現(xiàn)和處理問(wèn)題的速度變快,，同時(shí)也優(yōu)化了定檢巡檢的方式。
目前,，日能效管理機(jī)制已經(jīng)從白虎嶺風(fēng)電場(chǎng)推廣到整個(gè)集團(tuán),，華電山西能源有限公司副總經(jīng)理劉少龍算了一筆賬：“華電山西能源有限公司在施行日能效管理機(jī)制8個(gè)月以來(lái)，電量增發(fā)了8000萬(wàn)千瓦時(shí),，折合節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤2.4萬(wàn)噸,，減少二氧化碳排放6.6萬(wàn)噸?！?/p>
“智能化的新型電力系統(tǒng),，應(yīng)該在多元、靈活,、互動(dòng)三個(gè)方面做一些努力,?！毖τ钫f(shuō)，“電源側(cè)需要提升風(fēng)光功率預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)度,，進(jìn)而讓我們可以更快,、更精準(zhǔn)地預(yù)知風(fēng)光;負(fù)荷側(cè)我們需要通過(guò)電的現(xiàn)貨市場(chǎng)交易等相關(guān)細(xì)則，來(lái)影響和疏導(dǎo)用戶的用能習(xí)慣,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)源荷互動(dòng),。”
新型電力系統(tǒng)建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,，是一場(chǎng)能源電力領(lǐng)域廣泛而深刻的變革,。新型電力系統(tǒng)之“新”也不僅指形態(tài)之“新”，而是電力系統(tǒng)的一系列創(chuàng)新之“新”,，這里面既包括傳統(tǒng)電源,、電網(wǎng)、用電,、儲(chǔ)能等創(chuàng)新,，也包括技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。志不求易者成,，事不避難者進(jìn),，電力系統(tǒng)應(yīng)該主動(dòng)探索變革之路上的可能性，搭建起現(xiàn)實(shí)與未來(lái)之間的可行性,，為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn),。
本報(bào)記者杜鵑
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