【全方位推動高質(zhì)量發(fā)展透視】智慧賦能新型電力系統(tǒng)

2022-02-15 09:51:12 來源:山西日報   瀏覽次數(shù):

  2030年前碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和,是我國的重要戰(zhàn)略目標。能源系統(tǒng)是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的主戰(zhàn)場,電力系統(tǒng)則是能源系統(tǒng)的主力軍。要實現(xiàn)“雙碳”轉(zhuǎn)型,還要構(gòu)建一個通向未來的、重要的能源之橋,就是以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

  山西作為全國首個能源革命綜合改革試點,新型電力系統(tǒng)與之密切相連。山西的新能源發(fā)電裝機容量占比超過30%,到“十四五”末,新能源和清潔能源發(fā)電裝機占比還將提高到50%。那么,新型電力系統(tǒng)“長什么樣”?新型電力系統(tǒng)如何將風、光變?yōu)榭煽侩娫?智能化的新型電力系統(tǒng)如何讓風、光等自然資源被最大化利用?我們來一探究竟——

  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,我們便習以為常。當人們合上電腦下班,乘坐電梯,打開家里的燈,感受空調(diào)帶來的舒適體感,窩在沙發(fā)上安心看一場電影,可曾想過,這些日常生活的背后,是我國強大的電力系統(tǒng)在作支撐。

  目前,我國電力系統(tǒng)主要是以火力發(fā)電為主,水電、風電、光伏發(fā)電、核電等發(fā)電形式作為補充的一個系統(tǒng)。而在“雙碳”背景下,電力系統(tǒng)要升級了——也就是新型電力系統(tǒng)。未來構(gòu)建的新型電力系統(tǒng)將以新能源為供給主體,以堅強智能電網(wǎng)為樞紐平臺,以源網(wǎng)荷儲互動與多能互補為支撐,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)濟社會發(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、開放互動。

  “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,并且也會更便宜、有趣。比如將來家里的電動汽車可以在晚上11時到第二天早上7時之間,某個電價最低的時段,自動在充電樁上充電,向電網(wǎng)購電;之后人們開著車去上班,停到停車場,在上班期間某個電價最高點的時候由電動汽車自動向充電樁放電,整個過程就實現(xiàn)了綜合盈利?!鄙轿魇‰娏π袠I(yè)協(xié)會副會長、金風科技山西公司副總經(jīng)理薛宇用一個例子解釋新型電力系統(tǒng)究竟“長什么樣”。

  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”目標下,我省積極推進能源革命,布局新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加速實現(xiàn)綠色發(fā)展。省第十二次黨代會提出:到“十四五”末,新能源和清潔能源發(fā)電裝機占比將提高到50%的目標。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)意味著光伏、風電必將迎來大幅增長。

  追光逐風 補鏈強鏈

  新型電力系統(tǒng)將風、光變?yōu)榭煽侩娫?/p>

  在大同,國家先進技術(shù)光伏示范基地的晉能控股電力集團藍嶺光伏電站內(nèi),平均高4米的電池組件隨著太陽轉(zhuǎn)動,汲取光能,這是國內(nèi)先進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。這種跟蹤系統(tǒng)突破了土地資源稀缺的瓶頸,在上部進行光能與電能轉(zhuǎn)化的同時,下面種植耐旱的大同黃花菜,實現(xiàn)農(nóng)光互補。

  在長治,太陽能光伏全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模位居全省第一。在這個鏈條上,“硅礦—工業(yè)硅—多晶硅—單晶硅—電池片—太陽能組件—光伏發(fā)電”上中下游各個環(huán)節(jié)緊密,體系完整。僅山西潞安太陽能科技有限責任公司一家,就擁有光伏一體化產(chǎn)能7.5GW,是我國具備光伏一體化產(chǎn)能僅有的十家企業(yè)之一。來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,通過電網(wǎng)輸送到企業(yè)、工廠、千家萬戶。

  追光逐風,補鏈強鏈。新能源發(fā)電設(shè)施高度依賴風力、太陽光等自然資源,由于它們具有很強的波動性,導致棄光棄風現(xiàn)象時有發(fā)生。新型電力系統(tǒng)應(yīng)該如何把波動性、間歇性很強的新能源變?yōu)榉€(wěn)定可控的電源?清華大學電機系教授郭慶來認為:“這其實就是如何消納更多可再生能源的問題,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)劃的問題,比如電源、網(wǎng)價的規(guī)劃是否合理,也有靈活性資源的配備問題,比如是否要上更多儲能。能源互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上,就是希望通過互聯(lián)網(wǎng)思維使能源系統(tǒng)具有更強可調(diào)節(jié)的靈活性,從而消納掉更多可再生能源的波動性。”

  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,風電和光伏將是能源主力軍。截至2021年11月,中國可再生能源累計裝機容量約占全球1/3,風電、光伏新增裝機占全球一半以上,其中風電總裝機規(guī)模已超3億千瓦,新增裝機量連續(xù)多年居全球第一,我國已經(jīng)成為全球最大的風電制造國和應(yīng)用市場。

  智能系統(tǒng) 質(zhì)效提升

  讓風、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、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)實路徑,而新型電力系統(tǒng)最大的特征之一就是智能化。

  中國華電集團白虎嶺風電場總裝機容量100MW,共有50臺風機。理論狀態(tài)下,每天不停運轉(zhuǎn)24小時,可發(fā)電200多萬千瓦時。不過風電利用時間主要取決于當天風量大小和風機運作狀態(tài),不可控因素決定了要靠“等風收錢”并不容易。

  透過這個風電場的控制中心——升壓室的智能屏幕,整個風電場的風大與小、所有風機的工作狀態(tài)都可以看得清清楚楚,智能系統(tǒng)給發(fā)電站的績效管理帶來了便利。據(jù)了解,自從2021年4月實行日能效管理機制開始,這里每月發(fā)電量都有提升,截至去年11月電量同比提升719萬千瓦時,相當于節(jié)省884噸標煤,減少約2389噸二氧化碳排放量。

  去年5月份,該風電場的一條線路出現(xiàn)故障,工作人員通過智能系統(tǒng)看到后臺數(shù)據(jù),判斷出問題原因,只用兩個小時就消除了故障,比原先同類情況節(jié)省約40個小時。此次故障解決,說明日能效管理機制不僅使發(fā)現(xiàn)和處理問題的速度變快,同時也優(yōu)化了定檢巡檢的方式。

  目前,日能效管理機制已經(jīng)從白虎嶺風電場推廣到整個集團,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制8個月以來,電量增發(fā)了8000萬千瓦時,折合節(jié)省標準煤2.4萬噸,減少二氧化碳排放6.6萬噸。”

  “智能化的新型電力系統(tǒng),應(yīng)該在多元、靈活、互動三個方面做一些努力。”薛宇說,“電源側(cè)需要提升風光功率預測的精準度,進而讓我們可以更快、更精準地預知風光;負荷側(cè)我們需要通過電的現(xiàn)貨市場交易等相關(guān)細則,來影響和疏導用戶的用能習慣,進而實現(xiàn)源荷互動。”

  新型電力系統(tǒng)建設(shè)是一個長期過程,是一場能源電力領(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,電力系統(tǒng)應(yīng)該主動探索變革之路上的可能性,搭建起現(xiàn)實與未來之間的可行性,為實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標作出貢獻。

  本報記者杜鵑

  本欄目內(nèi)容源自山西衛(wèi)視“全方位推動高質(zhì)量發(fā)展透視”


     

責任編輯: 吉政

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