電能更綠色 電網(wǎng)更智能——南方電網(wǎng)加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)

　　實現(xiàn)“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是關(guān)鍵。如何構(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)?

　　南方電網(wǎng)公司積極探索以數(shù)字化綠色化協(xié)同促進新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設(shè)，將數(shù)字電網(wǎng)打造成以“兩化協(xié)同”促“兩型建設(shè)”的關(guān)鍵載體，推動構(gòu)建以清潔能源為主體的能源供給格局、形成以綠色高效為導向的能源消費生態(tài)、完善有為政府和有效市場協(xié)同的能源治理體系，穩(wěn)步推進、加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。

　　新技術(shù)：數(shù)字電網(wǎng)支撐破解能源“不可能三角”

　　構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，清潔低碳是目標，安全充裕是前提，經(jīng)濟高效是關(guān)鍵。

　　風、光雖好，卻要“看天吃飯”。新能源隨機性、間歇性、波動性顯著，難以穩(wěn)定可靠供電，極端天氣可能停擺。新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)后，給電網(wǎng)安全運行帶來巨大挑戰(zhàn)。此外，新能源能量密度小、發(fā)電年利用小時數(shù)低，倘若為新能源配置大規(guī)模儲能、靈活調(diào)節(jié)和支撐保障電源，又會導致系統(tǒng)整體冗余、成本上升、效率下降。

　　要破解能源電力安全、綠色、經(jīng)濟“不可能三角”問題，創(chuàng)新是關(guān)鍵。

　　“南方電網(wǎng)公司率先提出建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)，就是想用新一代數(shù)字技術(shù)暢通連接、全面感知、精準分析、智能調(diào)控傳統(tǒng)電網(wǎng)，貫通源網(wǎng)荷儲全環(huán)節(jié)。”南方電網(wǎng)公司總經(jīng)理助理、總信息師、數(shù)字化部總經(jīng)理吳小辰介紹說，數(shù)字電網(wǎng)可通過強大的人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對包括新能源在內(nèi)的各類能源發(fā)電和用電負荷精準預(yù)測，配合對海量調(diào)節(jié)資源精準調(diào)度，實現(xiàn)多時空的實時供需平衡。數(shù)字電網(wǎng)還可通過超大規(guī)模信息連接和數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)大規(guī)模電力電子設(shè)備與傳統(tǒng)電氣設(shè)備聯(lián)合控制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;通過數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)對海量設(shè)備運行的協(xié)同優(yōu)化、多方主體自動聯(lián)合調(diào)節(jié)，提升電力系統(tǒng)整體效能，降低系統(tǒng)運行成本和管理成本。

　　“3月13日凌晨，廣西風電最大出力超過700萬千瓦。白天風電出力下降至27萬千瓦，風電波動幅度接近日用電負荷的三分之一。但是得益于強大的算法，當天我們對風電的預(yù)測準確率達到98%。”南方電網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心水電及新能源科經(jīng)理卓毅鑫說，在提前預(yù)判后，廣西電網(wǎng)公司通過優(yōu)化區(qū)內(nèi)水電、火電出力曲線，有力保障了電力供應(yīng)平穩(wěn)有序。

　　這是南方電網(wǎng)公司著力以數(shù)字化手段破解新能源功率預(yù)測難題的一個典型場景。為確保新能源應(yīng)發(fā)盡發(fā)，南方電網(wǎng)公司把海量的智能傳感器部署到電網(wǎng)設(shè)備上，實時采集設(shè)備運行數(shù)據(jù)，并依托“數(shù)據(jù)+算力+算法”形成的“數(shù)字孿生電網(wǎng)”和“算力大腦”，高效統(tǒng)籌電源、電網(wǎng)、負荷、儲能，有效破解新能源隨機性、波動性、間歇性和功率預(yù)測難題。

　　建成新能源調(diào)度運行管理平臺，讓新能源更“可觀”。南方電網(wǎng)新能源調(diào)度運行管理平臺覆蓋了集中式和分布式等各類新能源，匯集發(fā)電、預(yù)測、氣象等多維度數(shù)據(jù)。只需打開該平臺，就能了解全網(wǎng)995家新能源場站、超2萬個發(fā)電單元的信息，提前預(yù)判來風、日照形勢。

　　搭建新能源多時空尺度精確預(yù)測平臺，讓新能源更“可測”。南方電網(wǎng)公司自主研發(fā)的“夸父”新能源高精度功率預(yù)測系統(tǒng)，可為風電場、光伏電站、分布式光伏和調(diào)度機構(gòu)等客戶提供高精度的預(yù)測服務(wù)，預(yù)測準確率可在國家標準要求基礎(chǔ)上提升3%—7%。更高的預(yù)測精度意味著電網(wǎng)常規(guī)電源備用容量的降低，按照平均功率預(yù)測精度提升5%測算，1億千瓦的風電可減少500萬千瓦的備用，相當于節(jié)約了一個大型核電站。

　　新供給：新增電源超八成為非化石能源

　　“清潔低碳是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心目標，加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、促進能源低碳發(fā)展是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重要任務(wù)。”南方電網(wǎng)公司戰(zhàn)略總監(jiān)、戰(zhàn)略規(guī)劃部總經(jīng)理鄭外生表示，南方電網(wǎng)公司積極發(fā)揮電網(wǎng)資源優(yōu)化配置平臺作用，推動能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，全力做好新能源并網(wǎng)服務(wù)，推動新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用，促進清潔能源科學消納。

　　能源結(jié)構(gòu)更綠色。南方電網(wǎng)公司堅持集中式和分布式、陸上與海上并舉，推動風電、光伏規(guī)模大幅提升，西南水電基地加快開發(fā)和沿海核電安全穩(wěn)妥發(fā)展。截至2023年9月，南方五省區(qū)非化石能源裝機達2.7億千瓦，占電源總裝機比重的59%;新能源裝機突破1億千瓦，占電源總裝機比重24%，新能源裝機較2020年實現(xiàn)翻番。

　　新能源并網(wǎng)更高效。新能源發(fā)得出，還要供得上、用得好。南方電網(wǎng)公司積極服務(wù)新能源并網(wǎng)，大力簡化并網(wǎng)手續(xù)，優(yōu)化服務(wù)流程，大幅縮短辦理時限，建成新能源管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)新能源并網(wǎng)服務(wù)“一網(wǎng)通辦、一網(wǎng)通查、一網(wǎng)通答”。35千伏及以上、10千伏、380伏電壓等級接入的新能源項目并網(wǎng)服務(wù)全環(huán)節(jié)辦理時間分別壓減至34個、24個、15個工作日，服務(wù)新能源“應(yīng)開盡開、應(yīng)并盡并、能并快并”。

　　抽蓄電站規(guī)模更大。抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)目前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)的綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。目前，南方電網(wǎng)公司累計在運抽水蓄能電站7座，總裝機容量1028萬千瓦，今年迎峰度夏期間日發(fā)電量首次突破5000萬千瓦時，有效保障了能源電力供應(yīng)。今年，南方電網(wǎng)公司新開工建設(shè)廣東肇慶浪江、惠州中洞、梅州二期和廣西南寧4座抽水蓄能電站，總裝機容量480萬千瓦，開工數(shù)量和規(guī)模創(chuàng)歷史新高。

　　新型儲能發(fā)展更快。新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和重要裝備。南方電網(wǎng)公司積極推動新型儲能多場景應(yīng)用，推動新型儲能規(guī)?；l(fā)展布局，申報建設(shè)新型儲能領(lǐng)域國家制造業(yè)創(chuàng)新中心。截至2023年6月，南方區(qū)域新型儲能裝機達到128萬千瓦，并建成投產(chǎn)梅州寶湖儲能電站等一批標志性項目。

　　新消費：負荷側(cè)既消費電能又生產(chǎn)電能

　　能源消費綠色化、低碳化是新型電力系統(tǒng)實現(xiàn)經(jīng)濟高效、供需協(xié)同的重要舉措。

　　因地制宜推廣電鍋爐、電氣廚房、電釀酒，大力推進“新電氣化”;加速充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，使充電樁實現(xiàn)“鄉(xiāng)鄉(xiāng)通”;加快虛擬電廠建設(shè)，整合散落的電力負荷進行靈活的削峰填谷……南方電網(wǎng)公司積極推動構(gòu)建節(jié)約高效的能源消費體系，目前已基本建成現(xiàn)代供電服務(wù)體系，打造國際一流用電營商環(huán)境，推動終端能源清潔低碳高效利用，南方五省區(qū)電能占終端能源消費比重達33%，比全國高出約5個百分點。

　　在新型電力系統(tǒng)背景下，電力系統(tǒng)調(diào)控運行模式正由傳統(tǒng)的“源隨荷動”向源網(wǎng)荷儲多元智能互動轉(zhuǎn)變。工業(yè)可調(diào)控負荷、電動汽車、儲能等負荷側(cè)資源不再是單純消耗電能的“消費者”，而是既消耗電能又可生產(chǎn)電能的“產(chǎn)消者”。比如，電動汽車可以在用電低谷時充電，在用電高峰時向電網(wǎng)放電。

　　今年7月，深圳最高用電負荷提前突破2100萬千瓦。為保障電力穩(wěn)定供應(yīng)，當?shù)囟鄠€電動汽車充電站通過南方電網(wǎng)公司分布式源荷聚合服務(wù)平臺進行調(diào)控，僅耗時25秒便實現(xiàn)車網(wǎng)互動的精準調(diào)節(jié)。

　　南方電網(wǎng)公司分布式源荷聚合服務(wù)平臺是我國首個區(qū)域級虛擬電廠。在這個平臺上，廣東、廣西、海南等省區(qū)的新型儲能、電動汽車充換電設(shè)施、分布式光伏、工商業(yè)可調(diào)節(jié)負荷、樓宇空調(diào)等各類分布式電力資源聚合在一起，聚合的電力規(guī)模超過了1萬兆瓦，其中可調(diào)節(jié)能力2312兆瓦，相當于投產(chǎn)7座220千伏變電站。

　　“在調(diào)度中心發(fā)出指令后，這個平臺的各種資源可在30秒內(nèi)完成調(diào)度，響應(yīng)能力已基本接近實體電廠。”南方電網(wǎng)公司新興業(yè)務(wù)部副總經(jīng)理鄭意說，作為電網(wǎng)調(diào)節(jié)的智能管家，虛擬電廠能夠整合電網(wǎng)中散落的電力負荷，進行靈活的削峰填谷，是新型電力系統(tǒng)建設(shè)中不可或缺的一環(huán)。

　　此外，南方電網(wǎng)公司建成電力需求響應(yīng)平臺，不斷豐富完善日前、日內(nèi)、小時級、分鐘級等削峰、填谷交易品種，以市場化機制引導用戶主動參與削峰填谷。截至2023年6月，南方電網(wǎng)需求響應(yīng)能力突破1100萬千瓦，各省區(qū)需求響應(yīng)能力均超最大負荷的5%。

　　新機制：市場機制引導源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展

　　市場體制機制是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。南方電網(wǎng)公司積極推進南方區(qū)域電力市場建設(shè)，推動多層次市場的協(xié)同運行，利用市場機制引導源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展、挖掘靈活資源調(diào)節(jié)潛力、促進電力安全可靠供應(yīng)和新能源高效消納。

　　南方(以廣東起步)電力現(xiàn)貨市場是全國首個投入試運行的電力現(xiàn)貨市場。2019年，在全國率先啟動按日、按周結(jié)算試運行，2021年11月起，順利進入連續(xù)結(jié)算運行。試運行期間，南方電網(wǎng)保持安全穩(wěn)定，市場主體高度活躍，區(qū)域市場出清量價，合理反映電力供需和一次能源價格走勢。來自廣東電力現(xiàn)貨市場的數(shù)據(jù)顯示：2021年11—12月，煤價高企、電力供應(yīng)緊張，現(xiàn)貨均價漲至0.682元/千瓦時。2022年5—6月，煤價回落、電力供應(yīng)能力提升，現(xiàn)貨均價回調(diào)至0.432元/千瓦時。

　　在電力現(xiàn)貨市場中，市場價格與發(fā)電成本聯(lián)動、反映市場供需關(guān)系，隨行就市，能漲能跌，供應(yīng)緊張時能有效激勵發(fā)電積極性。以2022年7月的數(shù)據(jù)為例，在持續(xù)高溫天氣影響下，用電量持續(xù)增長，廣東電力現(xiàn)貨價格最高超過1元/千瓦時，極大地激發(fā)了發(fā)電側(cè)發(fā)電的熱情，有效發(fā)揮市場機制保供作用。

　　在加快建設(shè)全國統(tǒng)一大市場的背景下，南方電網(wǎng)公司于2022年7月啟動南方區(qū)域電力市場試運行，成為全國首個進入試運行的區(qū)域市場。經(jīng)過多輪測試、優(yōu)化，南方區(qū)域電力市場已基本具備電力現(xiàn)貨跨省區(qū)交易條件，預(yù)計今年年底前將實現(xiàn)結(jié)算試運行，電力現(xiàn)貨交易將覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南等五省區(qū)。今年開始，新能源也加入了現(xiàn)貨交易。今年上半年，廣東新能源發(fā)電參與電力現(xiàn)貨市場交易電量34.1億千瓦時，同比增長210%。

　　“新型電力系統(tǒng)面臨更頻繁的供需波動，如何經(jīng)濟高效地平衡供需將成為巨大挑戰(zhàn)。區(qū)域電力市場將通過價格信號引導市場主體行為，實現(xiàn)供需自平衡，提高電力系統(tǒng)運行的決策效率。”南網(wǎng)總調(diào)黨委委員、副總經(jīng)理蔡葆銳介紹，當新能源大發(fā)、市場需求減少，現(xiàn)貨價格走低，此時火電發(fā)電收益少，用戶用電成本極低甚至為零，火電會主動少發(fā)、用戶多用;當新能源開發(fā)、市場需求增加，現(xiàn)貨價格走高，此時火電發(fā)電能獲得較高收益，用戶用電成本高，火電會主動多發(fā)、搶發(fā)，用戶會主動少用。發(fā)用電兩側(cè)積極響應(yīng)價格信號，可實現(xiàn)用電、火力發(fā)電、新能源發(fā)電之間的相互協(xié)同。

　　中國經(jīng)濟導報、中國發(fā)展網(wǎng)訊 彭文蕊、楊雄平、王科、申展、記者皮澤紅報道