國家電網：推進能源轉型，新型電力系統“上新”
重要資訊2024-12-05
近日，公司發布新型電力系統示范標桿名單和典型案例集，包括系統類示范標桿10項、項目類示范標桿10項，涵蓋新型電力系統源、網、荷、儲、體制機制各環節。從理論方法到技術裝備，從運行模式到體制機制，公司量化建設成效，指導建設路徑，為加快打造一批可復制、可推廣、可借鑒的示范標桿提供依據和基礎。
發揮示范作用，以“小切口”解決“大問題”
當前，以清潔低碳為方向的能源轉型步伐不斷加快。2023年，全國新能源新增裝機2.9億千瓦，相當于美國累計新能源裝機規模。今年，能源綠色低碳轉型繼續取得新突破，截至9月底，全國風電、光伏發電裝機容量共達12.5億千瓦，提前6年多實現我國在氣候雄心峰會上承諾的12億千瓦目標。
新能源發展步伐加快，給電力系統帶來前所未有的挑戰。清潔能源綠色屬性明顯，但也有先天劣勢——“靠天吃飯”，波動性、不確定性大。如何統籌電網安全、電力供應和新能源消納？
習近平總書記強調，加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的新型電力系統，更好推動能源生產和消費革命，保障國家能源安全。
順應能源綠色低碳轉型趨勢，公司發布構建新型電力系統行動方案，推動新型電力系統示范建設、新型電力系統2030重大技術問題及攻關任務等一系列務實舉措落地實施。公司各單位大膽創新，聯合地方政府、發電企業、電力用戶等共同探索實施了一批多主體、跨專業的試點示范項目。
各地建設成效如何？有無評價標準？公司堅持因地制宜、先行先試、協同協作，構建了新型電力系統建設評價體系，并于今年6月起組織評選新型電力系統示范標桿。
“典型引路是構建新型電力系統的重要實踐方法，評選示范標桿是對公司新型電力系統建設工作的及時總結和提升。”國網發展部副主任張克介紹，“為此，我們構建了多維度、全環節評價指標池，從方向準確性、路徑科學性、措施可行性、進程合理性四個方面差異化評價建設成效，量化分析現狀與目標差距，指導各地優化建設方案。”
經過材料申報、形式審核、初步評選、會議評審和網上公示，20項新型電力系統示范標桿“出爐”。典型案例圍繞新型電力系統特征，堅持問題導向，聚焦各地新型電力系統發展面臨的形勢與挑戰，著力解決電力保供、運行安全、新能源消納、源荷高效互動等方面的關鍵問題。
“入選案例更加注重實用性、創新性，且在實際運行中已取得明顯成效，對同類場景具有較強的示范推廣價值。”張克說，“目的就是以‘小切口’解決‘大問題’。”
以西北電網為切口，看高比例新能源送端電網統籌優化推進保供應、穩外送、促消納，頗具代表性。
西北電網是我國首個以新能源為裝機主體的區域電網，目前新能源裝機規模2.69億千瓦，占總裝機容量的53.39%。國網西北分部突破高比例新能源送端電網多源協同控制關鍵技術，開展新能源快速頻率響應實踐，推動新能源一次調頻能力從無到有、從有到優，在保障電網安全的基礎上提升新能源消納能力，將西北新能源發電量占比由2020年的18%提升至目前的30%左右。
新型電力系統示范標桿既聚焦破解電網發展新難題，也針對服務民生綠色用能。一批可復制、可推廣、可借鑒的典型案例落地見效：北京城市副中心以“引綠+賦數+提效+匯碳”為路徑推動配電網轉型升級，江蘇實現基于基準站聚合感知的分布式光伏可觀可測，福建莆田湄洲島奔向“零碳”智慧生活……多元的能源供給、清潔的能源消費，在源網荷儲的協同發展中，能源轉型加速推進，在觸手可及的變化中，人們擁抱更美好的生活。
科技創新引領，攻關新型電力系統關鍵技術
隨著新型電力系統建設逐漸深入，多項技術研究進入“無人區”，對科技創新提出現實迫切需求和長遠戰略要求。公司準確把握“十四五”至“十五五”這一新型電力系統建設關鍵期、技術創新窗口期，堅持目標導向和問題導向，加快推動關鍵技術、核心產品迭代升級和新技術智慧賦能，打造原創技術策源地。
冬日壩上，數千臺風機葉片轉動，成片的光伏發電設備平穩運行。壩上，新能源大規模匯集輸送；壩下，高占比新能源就地利用。河北張家口是觀察大型新能源基地新型電力系統建設實踐的典型切口。
張家口新型電力系統要素齊全：源側，可再生能源裝機占總裝機的86.1%，是全國非水可再生能源裝機第一大市；網側，±500千伏張北柔性直流輸電示范工程、1000千伏張北—雄安特高壓交流輸變電工程和500千伏交流網架構成交直流相融的送端電網；荷側，地區負荷連續十年創新高，新能源汽車、分布式儲能等新型負荷大量接入；儲側，謀劃建設以抽水蓄能為支撐的千萬千瓦儲能示范基地。國網冀北電力有限公司推動構網型柔性直流示范、“新能源+調相機+儲能”靈活送端系統示范等重大工程取得突破，以科技創新破解新能源發展難題。
強化創新引領是示范標桿的評選原則之一。其中，項目類示范標桿聚焦“沙戈荒”大型風電光伏基地外送能力提升、構網型技術應用、新型輸電技術及空調負荷控制技術研發等，取得了一批具有自主知識產權的原創成果。這些成果既利當下，力求解決近期亟待突破的關鍵領域問題，也謀長遠，為能源轉型探索路徑。
電源側，新能源開發向“沙戈荒”、深遠海等延伸。更多挑戰推動新技術的研究與應用。
國網華北分部首創“大規模分布式調相機+新型避雷器+儲能”送出能力提升關鍵技術，將錫盟地區新能源送出能力由150萬千瓦提升至600萬千瓦。基于此形成的項目成果入選項目類示范標桿。
“項目的入選對于指導‘沙戈荒’大型風電光伏基地新能源規范化建設，解決弱送端新能源場站主動支撐能力不足引起的暫態過電壓、寬頻振蕩等問題提供了先行示范作用。”項目負責人李付強說。
用戶側，新能源汽車、分布式儲能、數據中心等新型負荷不斷涌現，城市、鄉村圍繞電力供應“最后一公里”，以智慧配電網建設滿足新型負荷接入需求。
杭州電網是公司經營區域內最大的省會城市電網，能承載2500萬千瓦負荷、承受300萬千瓦干擾。在全國首個農村能源革命試點縣河南省蘭考縣，當地推動光、儲、充、柔性負荷及微電網全面發展，以實現區域半自治為目標建設農村新型電力系統。
強化基礎理論研究、健全創新體制機制、加快關鍵技術研發、實現重大工程突破，公司以科技創新和機制創新為動力，適應新型電力系統發展形態演進，促進產業迭代與新型電力系統轉型協同發展。
數字化智能化賦能，形成電網高質量發展新動能
能源革命與數字革命相融并進，數字化智能化技術成為提升新型電力系統感知控制能力、加快形成電網高質量發展新動能的有效手段。
公司將新型數字化技術、先進信息通信技術、先進控制技術等廣泛應用于電網各環節、各領域，推動電網生產、經營、管理等核心業務加速數字化轉型，提升電網智能互動和安全運行水平。
聚焦清潔低碳，“云”端服務新能源發展。全球規模最大的新能源云平臺累計接入新能源場站超650萬座，基于云計算技術滾動分析新能源消納能力，引導新能源科學開發和合理布局，促進新能源發電“量率齊升”。
聚焦安全充裕，仿真平臺“看清”大電網運行機理。公司建成國產化大型電力系統電磁暫態仿真平臺，仿真規模達上萬節點，覆蓋輸電線路長度超過150萬千米，規模達上萬節點，實現了對含多回直流和高比例新能源的大規模電網的電磁暫態仿真，徹底解決了大電網仿真“仿不了”“仿不準”“仿不快”的世界級難題。
聚焦經濟高效，虛擬電廠“聚沙成塔”。依托新型電力負荷管理系統，國網寧夏電力有限公司建成虛擬電廠運營管理平臺，聚合調節能力相當于3臺35萬千瓦的火電機組，調動負荷側資源以市場化形式參與電網調節。各類離散資源“快上快下”，需求響應更柔性，參與主體更多元，為電網度夏添一份從容。
聚焦供需協同，柔控系統精細管理負荷。今年，重慶沙坪壩國家基本氣象站記錄的高溫日數達68天，重慶電網最大負荷達2837萬千瓦，空調負荷占比高。“快速增長的空調負荷已成為影響電力供需平衡的重要因素。我們建成國內首個城市級集群調控示范工程和首個省級柔控系統，通過空調負荷管理助力精準削峰保供。”國網重慶市電力公司營銷部市場處副處長王松介紹。
聚焦靈活智能，“市場的手”支撐系統平衡調節。近期寒潮來襲，多地用電負荷增長，新能源發電出力波動。在國內首個正式運行的省級電力現貨市場山西電力現貨市場，以價格為引導，煤電機組發電積極性提高，新能源消納空間充分釋放，靈活調節資源積極入市，支撐了電力保供。
新型電力系統建設是一項開創性工作。從2021年發布行動方案，到如今示范標桿落地見效，公司一步步探索新型電力系統建設路徑。新型電力系統建設時間跨度長、涵蓋領域廣、涉及方面多，面向未來，發力提速、提質，政府、電網、電源、用戶共同努力，將形成更多成果，為推動能源轉型、建設美麗中國、服務人民美好生活再添動力。
作者：張獻方
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