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【特别策划·实践】西北分部:破解难题促绿电消纳

发布时间:2022-06-16

  文_原博张小东马晓伟

  3月28日,西北电网新能源单日发电量首次突破10亿千瓦时;新能源最大发电电力6370万千瓦,占总发电电力48.0%;新能源日发电量占比35.1%,均创历史新高。西北电网新能源消纳水平再上新台阶。

  近年来,国家电网有限公司西北分部针对高比例新能源电网调度运行难题,在调度机制、市场建设、核心技术等方面开展了多项创新实践,全力服务区域能源清洁低碳转型。 

  创新机制拓展消纳空间

  西北是我国重要的新能源基地,区域内风能、太阳能技术可开发量10亿千瓦以上。其中,风能技术可开发量3亿千瓦,占全国的30%;太阳能技术可开发量7亿千瓦以上,占全国的60%。

  西北电网目前已成为国内新能源容量最大、占比最高、发展最快的区域电网,新能源外送电量占公司系统跨区新能源交易电量的一半以上。在服务新型电力系统构建、促进新能源消纳的新征程上,西北电网迎来全新的发展契机。

  新能源灵活多变的资源特性要求建立与之相适应的柔性调度机制,实现电网生产管理的随“新”而动。国网西北分部在深入研究新能源概率分布特性的基础上,创新构建新能源柔性调度管理体系,实施分级预警及响应,通过柔性备用管理、精细检修、水电—新能源联动等,千方百计拓展新能源消纳空间。

  “基于精准的新能源预测及分级预警,我们结合未来几日的新能源资源过程,精细化开展分区平衡校核,通过合理安排常规电源启停,实现柔性备用管理,统筹电力保供与新能源消纳需求。”西北电力调度控制中心主任马晓伟说。

  国网西北分部加强与水利部黄河水利委员会的沟通协调,创新水电—新能源联动柔性调节机制,发挥流域梯级水库的等效蓄能作用,有效应对新能源日发电量跨日大幅波动对电网平衡的影响,实现“水新资源互补”。

  国网西北分部深化柔性调度管理机制,在国调中心统筹安排下,通过积极开展省间现货交易、柔性备用管理、检修优化以及建立水电—新能源联动机制等举措,最大化消纳新能源。截至4月底,西北电网年累计新能源发电量、利用率、发电占比指标再次实现“三提升”:发电量786.1亿千瓦时,同比增长6.97%;利用率95.03%,同比提高0.62个百分点;发电量占比21.39%,同比增加1.38个百分点。 

  挖掘大电网消纳潜力

  自2017年以来,国网西北分部协同5家省级电力公司启动西北区域调峰辅助服务市场建设,市场主体涵盖火电、水电、自备企业、用户、储能电站、风电、光伏七大类,创新有偿调峰、启停调峰、虚拟储能、用户调峰、共享储能五大类调峰品种。

  截至目前,西北区域调峰辅助服务市场累计增发新能源电量300.05亿千瓦时,新能源利用率提升4.06个百分点,各市场主体获取辅助服务收益77.71亿元。此举扩展了企业盈利模式,有效促进各方主体健康、良性、可持续发展。

  “我们是西北首家完成市场注册的负荷聚合商,通过组织工业用户优化生产计划,实现绿色用能,用户获得了调峰收益,新能源企业提升了经营收益。”西安广林汇智能源科技有限公司负责人耿庆说。

  预计到2022年年底,西北电网新能源装机将超过1.8亿千瓦,成为国内首个以新能源为第一大电源的区域电网,新型电力系统特征愈加突出,系统调峰需求大幅增长。在当前储能类电源尚难以实现大规模应用的情况下,煤电机组灵活性改造仍是提升电网调节能力,推动新能源高效利用最有效、最经济的手段之一。

  在辅助服务市场政策激励引导下,西北区域已累计有8858万千瓦的火电机组开展灵活性改造。目前,公网主力火电机组平均深度调峰能力为装机容量的39.6%,较市场初期提升约10个百分点。1月14日,秦岭电厂7号机组首次实现深调至额定负荷的10%并稳定运行,达到国内同类机组最高技术水平。

  3月29日,国网西北分部组织5家省级电力公司及相关火电发电企业,启动2022年西北区域火电灵活性改造全网攻坚计划,明确91台火电机组改造目标,其中改造深度20%及以下的机组达26台,预计可再释放调峰能力近500万千瓦,相当于建设5座百万千瓦级抽水蓄能电站。

  提升精益化控制能力

  近年来,国网西北分部联合中国电科院、南瑞集团及多家省级电力公司,针对新能源消纳存在的技术难题进行攻关,在理论分析模型、功率精准预测技术、新能源参与快速频率响应等方面取得突破性进展,形成了新能源高效消纳综合技术体系。项目成果获得宁夏回族自治区科学技术重大贡献奖。

  3月17日,西北电网调控云新能源模型管理平台上线运行。该平台共收录西北地区1848个新能源场站相关信息,汇集新能源模型数据41978条。平台通过对新能源场站数据的标准化建模,可为电源规划、网源管理、调度计划等业务需求提供更精准、更直观的数据分析,提升专业管理精益化水平。

  此外,国网西北分部立足“双碳”目标下低碳调度需求,建设碳迹智能分析决策平台,通过引入火电厂碳排放实时信息,实现区域碳排放信息的多时间尺度、多空间维度的监测分析。目前,平台已接入机组二氧化碳排放率、二氧化碳浓度等14项实时数据,为西北区域精准减碳决策提供坚强的数据支撑。

  “十四五”期间,国网西北分部将加快建设送端型、清洁型、智慧型、开放型、服务型“五型”现代电网,不断提升电网安全保障能力、资源配置能力、供电服务能力,推动区域绿色转型,实现优势转化,为新型电力系统建设增动能、添活力。