南方電網(wǎng)500千伏光輝變電站全景。張強 攝
一條銀線，跨越東西，千里送電。
7月29日，甘肅至浙江特高壓直流工程開工，線路全長2370公里，每年可輸送電量超360億千瓦時，其中一半以上為新能源。
這是一條兩省互利雙贏的電力“高速路”：對甘肅而言，大規(guī)模新能源消納有了更多出路——目前甘肅新能源發(fā)電裝機規(guī)模超過5700萬千瓦，工程投運后將匯集新能源電源1120萬千瓦；對浙江而言，大電網(wǎng)穩(wěn)定運行有了更強保障——浙江約1/3的用電為外來電，工程投運后將使全省外來電接納能力提升約20%。
我國95%左右的非化石能源主要通過轉(zhuǎn)化為電能加以利用。近日，《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》提出，“加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)”“加強清潔能源基地、調(diào)節(jié)性資源和輸電通道在規(guī)模能力、空間布局、建設(shè)節(jié)奏等方面的銜接協(xié)同”。
構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)進展如何？記者進行了采訪。
加大非化石能源開發(fā)力度，推進煤電綠色低碳化升級
瀾滄江中下游，江水奔騰，穿谷而過，景洪、糯扎渡、小灣等10余座水電站將蓄積的巨大水能轉(zhuǎn)化為電能。在華能瀾滄江水風光多能互補一體化清潔能源基地，兩岸“光伏?！本d延、“大風車”矗立，攜手保障迎峰度夏電力供應(yīng)。
在這個基地，“我們借助跨流域梯級電站調(diào)度控制系統(tǒng)，確保50多臺水電機組多發(fā)滿發(fā)，同時加快建設(shè)風電和光伏項目。6月1日至8月12日，發(fā)電量超300億千瓦時，相當于約1000萬戶家庭一年的用電量?！敝袊A能水電領(lǐng)域首席專家李紅剛介紹。
新型電力系統(tǒng)中，非化石能源發(fā)電將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹黧w，核、水、風、光等多種清潔能源協(xié)同互補發(fā)展，構(gòu)建多元綠色低碳電源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。我國已建成全球規(guī)模最大的電力供應(yīng)系統(tǒng)和清潔發(fā)電體系，對全球非化石能源消費增長的貢獻度超過40%。
保供“穩(wěn)”的基礎(chǔ)夯實。截至2023年底，全國全口徑發(fā)電裝機容量29.2億千瓦。全國人均生活用電量從2013年的約500千瓦時，增長到2023年的接近1000千瓦時。
發(fā)展“綠”的成色更足。2013年至2023年，我國風電裝機規(guī)模增長近5倍，光伏發(fā)電裝機規(guī)模增長30多倍。截至今年上半年，風電、光伏發(fā)電合計裝機已超過煤電裝機。
“能源供給既要安全可靠，也要清潔低碳，還要成本合理，破解這個難題，根本上要靠新能源高質(zhì)量發(fā)展?！眹夷茉淳钟嘘P(guān)負責人介紹，我國新能源發(fā)電已實現(xiàn)平價上網(wǎng)。部分資源條件較好地區(qū)，風電、光伏發(fā)電平均度電成本已降至0.3元以下，未來還將繼續(xù)下降。
由于新能源發(fā)電具有間歇性、隨機性、波動性等特點，因此需要與煤電等常規(guī)電源打好配合。2023年，煤電裝機比重雖然不足四成，但發(fā)電量占比接近六成，還是電力安全保障的“壓艙石”。
陜西榆林市，國家能源集團錦界電廠65米高的平臺上，汽輪發(fā)電機組有序運行?！斑@是我國首臺高位布置發(fā)電機組，可有效縮短高溫高壓管道長度，提升熱效率?！眹苠\界公司總經(jīng)理陳兵介紹，電廠還應(yīng)用了碳捕集利用與封存技術(shù)，將燃煤發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳用于油田驅(qū)油、化工廠制備小蘇打等，高峰期每天可外運二氧化碳375噸。
近年來，我國加快現(xiàn)役煤電機組節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動”。截至2023年底，95%以上煤電機組實現(xiàn)了超低排放。2023年6000千瓦及以上火電供電標準煤耗302克/千瓦時，10年來累計下降近20克/千瓦時；全國單位火電發(fā)電量煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量較2014年下降均超九成。
“碳捕集利用與封存是實現(xiàn)大規(guī)?；茉戳闩欧爬玫闹饕夹g(shù)之一?！敝袊こ淘涸菏織钣缕秸J為，應(yīng)全力攻克這項技術(shù)面臨的成本高、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后等難題，同時加快布局一些未來技術(shù)，實現(xiàn)二氧化碳的低能耗捕集，讓煤電綠色低碳化升級步伐進一步加快。
推進輸電通道和儲能建設(shè)，提升電網(wǎng)運行效率
電網(wǎng)，連接電力生產(chǎn)與消費的“橋梁”。長期以來，我國跨省區(qū)輸電通道主要輸送傳統(tǒng)電力，新能源占比較低。但隨著“沙戈荒”大型風電光伏基地有序建設(shè)，新能源外送消納需求持續(xù)增加。如何讓電力發(fā)得出、供得穩(wěn)？
——打通主網(wǎng)“大動脈”，助力新能源消納。
四川甘孜藏族自治州二郎山上，一座座“8條腿”的門型輸電鐵塔延向遠處。這里是川渝特高壓輸電工程施工現(xiàn)場，近90米高的鐵塔上，工作人員緩緩挪動到橫擔兩端，準備完成最后的鐵塔組立工序。
工程建成后，可將西南地區(qū)電網(wǎng)主網(wǎng)架的電壓等級從500千伏提升到1000千伏，預(yù)計每年輸送清潔電能超350億千瓦時，既滿足川西地區(qū)清潔能源高效送出需求，也提高成渝地區(qū)供電保障能力。
眼下，張北—勝利1000千伏特高壓交流工程建設(shè)進入加速期，每年可從內(nèi)蒙古錫林郭勒盟、河北張家口能源基地向京津冀魯蘇等地輸送超過700億千瓦時的電能；昆柳龍?zhí)馗邏憾喽嘶旌现绷鞴こ谭€(wěn)定運行，將烏東德水電站的源源綠電送往粵港澳大灣區(qū)……截至2023年底，我國共建成39項特高壓輸電工程，西電東送能力超過3億千瓦，支撐了東中部地區(qū)約1/5的用電需求。
——建強配網(wǎng)“毛細血管”，提升供電可靠性。
配網(wǎng)是連接電網(wǎng)主網(wǎng)和用戶的“毛細血管”，關(guān)系到“最后一公里”用電問題。
廣東茂名市根子鎮(zhèn)，采鮮園果蔬專業(yè)合作社廠房內(nèi)，經(jīng)過預(yù)冷的龍眼陸續(xù)出庫，發(fā)往全國各地。今年4月，為解決配網(wǎng)過載、低電壓等問題，南方電網(wǎng)根子供電所完成全鎮(zhèn)配電網(wǎng)改造，戶均供電容量是原來的2倍?！斑^去只能開一臺冷庫，電網(wǎng)升級后又添置了一臺，能將更多新鮮水果送到客人手中?！鄙玳L林常珍說。
安徽黃山市深渡鎮(zhèn)，新安江水清岸綠，民宿、農(nóng)家樂等悄然興起。依托自主開發(fā)的微電網(wǎng)協(xié)同管理平臺，國網(wǎng)黃山供電公司能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)運行，一旦發(fā)生故障，自動切換為分布式光伏和儲能供電，整個過程僅需3至5毫秒。
這些年，我國加快推動一批配電網(wǎng)建設(shè)改造任務(wù)，智能配用電、微電網(wǎng)、分布式供能技術(shù)應(yīng)用規(guī)模不斷擴大，供電可靠性持續(xù)提升。2023年全國供電系統(tǒng)用戶平均供電可靠率為99.911%。
——發(fā)展電網(wǎng)“穩(wěn)定器”，增強系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。
針對發(fā)電不穩(wěn)定的新能源，需要儲能等來擔當“穩(wěn)定器”，平衡電網(wǎng)供需。
“現(xiàn)在風電大發(fā)、消納緊張，請立即開啟2臺機組抽水運行。”8月12日6時55分，接到華北網(wǎng)調(diào)調(diào)度電話指令，國網(wǎng)新源河北豐寧抽水蓄能電站中控室隨即展開操作：7時02分，6號機組抽水并網(wǎng)，8分鐘后2號機組抽水并網(wǎng)；7時15分至8時45分，逐步開啟另外4臺機組抽水，助力新能源消納。
抽水蓄能之外，具有布局靈活、建設(shè)周期短等優(yōu)勢的新型儲能也在迅速發(fā)展。在湖北，利用廢棄鹽穴作為儲氣庫，壓縮空氣儲能電站單次儲存電量，可供一座中小城市連續(xù)用電5小時；在廣西，百兆瓦時級鈉離子電池儲能電站一期項目投運……截至6月底，全國建成投運的新型儲能項目累計裝機規(guī)模達4444萬千瓦/9906萬千瓦時，較2023年底增長超40%。
——升級運維“黑科技”，提升電網(wǎng)運行效率。
調(diào)度是電力系統(tǒng)運行的“指揮中樞”。南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心大屏上，風機風速、光伏板實際功率等信息實時變動，人工智能“大腦”高效運轉(zhuǎn)，預(yù)測上萬個風光發(fā)電單元在未來數(shù)小時的發(fā)電量，并向千里之外的電站發(fā)出一項項指令，保障電網(wǎng)供需實時平衡。目前，南方電網(wǎng)風電、光伏短期預(yù)測準確率分別達到85%、91%。
為了提升電網(wǎng)運維效率，還有不少巡檢機器人“入職”電網(wǎng)，大顯身手。
北京首都功能核心區(qū)的地下電力隧道內(nèi)，一只搭載視頻、紅外成像等設(shè)備的四足“機器狗”正對電纜進行巡檢監(jiān)測。國網(wǎng)北京市電力公司設(shè)備部輸電處處長譚磊告訴記者，這只“機器狗”配備了可360度旋轉(zhuǎn)的機械臂，每30分鐘就能全方位巡檢約1公里的電纜設(shè)備。預(yù)計今年年內(nèi)，首都功能核心區(qū)、城市副中心等5處區(qū)域都將實現(xiàn)電纜隧道數(shù)字化無人巡檢。
深入實施電能替代，挖掘需求側(cè)響應(yīng)活力和節(jié)能潛力
加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，離不開終端能源消費的轉(zhuǎn)型升級。當前，我國終端用能領(lǐng)域電氣化水平逐步提升，電力消費新模式不斷涌現(xiàn)。
——深入實施電能替代，形成綠色生產(chǎn)生活方式。
四川成都市成佳鎮(zhèn)，嘉竹綠茶加工廠的工人們正對烘焙好的成品茶進行分級分揀。前兩年，當?shù)毓╇姽編椭S完成了生產(chǎn)“天然氣改電”，75%的生產(chǎn)流程實現(xiàn)電氣化。
“天然氣生產(chǎn)線需要提前半小時啟動，焙茶溫度在10至20攝氏度浮動；電氣化生產(chǎn)線啟動僅需一兩分鐘，溫控能精確到1至2攝氏度，產(chǎn)品質(zhì)量更有保障?！惫S經(jīng)理李艷給記者算了筆賬，改造后，每公斤茶葉能耗成本下降1至2元，一年可降本80萬至100萬元。
聚焦工業(yè)、建筑、交通等重點領(lǐng)域，我國深入推動用能電氣化。2023年，我國完成替代電量約1900億千瓦時，帶動電能占終端能源消費比重提升至約28%，已處于國際前列。
——激發(fā)需求側(cè)響應(yīng)活力，保障電力供需協(xié)同。
“計劃今天12時至13時開展負荷調(diào)整，請?zhí)崆白龊脺蕚??！?月6日11時50分，一天的用電負荷高峰即將到來，深圳虛擬電廠管理中心工作人員歐鳴宇向全市24家虛擬電廠發(fā)出指令。短短10分鐘，電網(wǎng)降低負荷20萬千瓦，相當于20萬多戶居民家庭的用電負荷。
“接收指令后，我們降低了部分充電樁的運行功率，充電時長不會受太大影響，而且充電服務(wù)費每度電會減少一兩毛錢，引導車主錯峰充電?！毙〗勰茉措娏灰赘呒墝＜抑祚凑f，通過參與輔助調(diào)峰服務(wù)，企業(yè)和充電場站也可獲得一定補貼。
截至6月底，深圳虛擬電廠管理中心接入充電樁、空調(diào)、分布式光伏等負荷資源容量275萬千瓦，接入資源設(shè)備總數(shù)5.5萬個。今年上半年，已開展電力調(diào)峰響應(yīng)31次，助力緩解全市負荷高峰壓力。
中國電力企業(yè)聯(lián)合會有關(guān)負責人建議，接下來還需按照“誰承擔誰受益”的原則，拓寬資金渠道，形成合理的需求響應(yīng)市場化補償機制。同時，進一步完善電價體系，激發(fā)用戶錯峰用電的積極性。
——推廣能源托管等服務(wù)，推動全社會節(jié)能提效。
根據(jù)辦公室人數(shù)，空調(diào)自動輸出相應(yīng)冷氣量；長時間無人，空調(diào)則調(diào)高溫度，保持恒溫恒濕。來到廣東珠海橫琴華策國際大廈，房門上方的白色小盒子引起記者注意。
“這是紅外人體感應(yīng)裝置，可自動感應(yīng)人數(shù)，房間內(nèi)還布置了濕度、二氧化碳濃度等感應(yīng)設(shè)備?！眹娡肚侔闹腔勰茉矗◤V東）有限公司總經(jīng)理胡博智介紹，公司運用智能物聯(lián)感知、人工智能算法等技術(shù)，對大廈進行節(jié)能改造，每年可減少電量使用超23萬千瓦時，節(jié)能率達到30%。
在迎峰度夏用電負荷緊張時段，還有一些地方倡議通過夜間電子顯示裝置廣告保持熄滅、城市路燈減半開啟、家庭“設(shè)置溫度27攝氏度空調(diào)+小功率電扇加快循環(huán)”等方式，挖掘節(jié)約用電潛力?！霸谔K州，中心城區(qū)功能照明路燈超過10萬盞，假設(shè)在個別車流量較少時段減半開啟，預(yù)計每小時節(jié)約的電量可滿足超1600戶家庭一小時的用電需求?！眹W(wǎng)蘇州供電公司市場營銷部主任呂斌介紹。
“新型電力系統(tǒng)建設(shè)時間跨度長、涵蓋領(lǐng)域廣、涉及方面多，各發(fā)展階段側(cè)重點不同，需統(tǒng)籌推進實施?！眹夷茉淳蛛娏λ鞠嚓P(guān)負責人表示，下一步將研究完善配套支持措施，鼓勵多元主體參與項目投資建設(shè)，激發(fā)全社會對于新型電力系統(tǒng)建設(shè)的參與意識和支持力度。
