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随着我国能源革命的推进,新能源和清洁能源蓬勃发展,如何构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统,正成为支撑我国新能源发展的关键。中国南方电网有限责任公司(简称“南方电网”)以数字电网为抓手,积极探索以数字化、绿色化协同促进新型电力系统和新型能源体系建设,着力破解能源“不可能三角”,为“双碳”目标实现的“主战场”提供关键支撑。
新技术:以数字电网破解“不可能三角”
“在过去,安全、绿色、经济被称为电力领域的‘不可能三角’。如今,数字电网的技术创新破解了这一难题。”南方电网总经理助理、总信息师、数字化部总经理吴小辰说。
风、光虽好,却要“看天吃饭”。吴小辰说,新能源随机性、间歇性、波动性显著,难以稳定可靠供电,极端天气可能停摆。新能源大规模接入电网后,给电网安全运行带来巨大挑战。而数字电网可通过超大规模信息连接和数据处理能力,实现大规模电力电子设备与传统电气设备联合控制,确保系统安全稳定运行;通过数字化技术实现对海量设备运行的协同优化、多方主体自主联合调节,从而提升整体效率,降低系统运行成本和管理成本。
今年3月13日凌晨,受强冷空气影响,广西风电最大出力超过700万千瓦。但白天随着冷空气过境,风电出力急剧下降到仅27万千瓦,风电波动幅度接近日用电负荷的三分之一。广西电网公司电力调度控制中心水电及新能源科经理卓毅鑫说,得益于强大的算法,电力部门准确预测出电力供应走势,通过优化区内水电、火电出力曲线,有力保障了电力供应平稳有序。
“构建新型电力系统,清洁低碳是目标,安全充裕是前提,经济高效是关键。”吴小辰说,数字电网可通过强大的人工智能和大数据分析技术,对包括新能源在内的各类能源发电和用电负荷精准预测,配合对海量调节资源精准调度,实现多时空的实时供需平衡。
为确保新能源应发尽发,南方电网把海量的智能传感器部署到电网设备上,实时采集设备运行数据,并依托“数据+算力+算法”形成的“数字孪生电网”和“算力大脑”,高效统筹电源、电网、负荷、储能,有效破解了新能源随机性、波动性、间歇性和功率预测难题。
新供给:新增电源超八成为非化石能源
“清洁低碳是构建新型电力系统的核心目标,加快能源结构转型、促进能源低碳发展是新型电力系统建设的重要任务。”南方电网战略总监、战略规划部总经理郑外生说,公司积极发挥电网资源优化配置平台作用,推动能源供给侧结构优化调整,全力做好新能源并网服务,推动新型储能规模化应用,促进清洁能源科学消纳。
能源结构更绿色。南方电网坚持集中式和分布式、陆上与海上并举,推动风电、光伏规模大幅提升,西南水电基地加快开发和沿海核电安全稳妥发展。截至2023年9月,南方五省区新增非化石能源装机2394万千瓦,占新增总装机的81.5%,高于我国平均水平近10个百分点,南方五省区清洁电源供给格局基本形成。
新能源并网更高效。新能源发得出,还要供得上、用得好。南方电网积极服务新能源并网,大力简化并网手续,优化服务流程,大幅缩短办理时限,建成新能源管理信息系统,实现新能源并网服务“一网通办、一网通查、一网通答”。
新型储能发展更快。新型储能是支撑新型电力系统建设的关键技术和重要装备。南方电网积极推动新型储能多场景应用,推动新型储能规模化发展布局,申报建设新型储能领域国家制造业创新中心。截至2023年6月,南方区域新型储能装机达到128万千瓦,并建成投产梅州宝湖储能电站等一批标志性项目。
新机制:源网荷储协同发展
值得肯定的是,南方电网积极推进南方区域电力市场建设,推动多层次市场的协同运行,利用市场机制引导源网荷储协同发展、挖掘灵活资源调节潜力、促进电力安全可靠供应和新能源高效消纳。
南方电力现货市场是全国首个投入试运行的电力现货市场。来自广东电力现货市场的数据显示:2021年11-12月,煤价高企、电力供应紧张,现货均价涨至0.682元/千瓦时。2022年5-6月,煤价回落、电力供应能力提升,现货均价回调至0.432元/千瓦时。
在加快建设全国统一大市场的背景下,南方电网于2022年7月启动南方区域电力市场试运行,成为全国首个进入试运行的区域市场。经过多轮测试、优化,南方区域电力市场已基本具备电力现货跨省区交易条件,预计今年年底前将实现结算试运行,电力现货交易将覆盖广东、广西、云南、贵州、海南等五省区。今年开始,新能源也加入了现货交易。上半年,广东新能源发电参与电力现货市场交易电量34.1亿千瓦时,同比增长210%。
南方电网电力调度控制中心党委委员、副总经理蔡葆锐认为,新型电力系统面临更频繁的供需波动,如何经济高效地平衡供需将成为巨大挑战。区域电力市场将通过价格信号引导市场主体行为,实现供需自平衡,提高电力系统运行的决策效率。发用电两侧积极响应价格信号,可实现用电、火力发电、新能源发电之间的相互协同。
“实现‘双碳’目标是一场广泛而深刻的变革。在这场变革中,能源是‘主战场’,电力是主力军,我们将加快构建新型电力系统,努力为‘主战场’提供关键支撑。”郑外生信心十足地表示。
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“十五五”是我国经济迈向高质量发展的关键阶段,也是全球能源格局深刻调整的重要时期。在当前和今后一段时间,我国能源电力将持续处于清洁低碳、安全高效转型的大趋势大环境中,如何更加有效地发挥电力在国民经济中的基础和先导作用,促进国家重大发展战略和目标的实现,更好地满足人民群众日益增长的
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