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(二)总体形成期(2030年至2045年)
煤电缓慢退坡,新能源逐步成为装机主体,进入多元电力供应主体阶段,湖南新型电力系统总体形成,支撑社会主义现代化强省目标实现。
电力系统碳排放量平稳有序降低。新能源成为全省电力系统装机主体,第四、五回特高压直流投产运行,区外来电清洁能源电量占比和规模稳步提升,可再生能源电力消纳责任权重维持中东部第1。全社会各领域电能替代广泛普及,电能逐渐成为终端能源消费主体。
电力系统韧性显著提升,具备抵御极端天气能力,新能源可靠替代能力大幅提高,火电装机规模总体维持稳定,加快清洁低碳化转型。电网柔性交直流技术广泛应用,系统安全稳定运行水平大幅提升。长时储能技术攻关取得突破,能够实现日以上时间尺度的平衡调节。全省人均装机规模达到国际先进水平,“获得电力”水平达到国际先进水平。
智能化、数字化技术在电力系统广泛应用,智慧化调控运行体系加快升级。源网荷储电力资源分类分级聚合互动发展模式得到全面推广。
全省电力价格达到全国平均水平,形成有效反映电力供需状况、功能价值、成本变化、时空信号和绿色价值的市场化电价机制。电力市场、绿证市场和碳市场全方位衔接,在全国率先形成有特色、有亮点、可复制、可推广的新型电力系统商业模式。
(三)巩固完善期(2045年以后)
具有全新形态的湖南新型电力系统全面建成,电力系统碳排放大幅下降,支撑全省碳中和战略目标顺利实现。新能源普遍具备可靠电力支撑、系统调节等重要功能,逐渐成为电力电量供应主体。煤电等传统电源转型为系统提供应急保障和备用容量。储电、储热、储气、储氢等覆盖全周期的多类型储能协同运行。新型输电组网技术创新突破,电力系统灵活性、可控性和韧性显著提升,智能化水平和开放程度大幅提高。以电力市场为中心的能源市场生态完全激活,电力系统实现运行效率最大化和运营成本最小化。
四、实施区域电力交换枢纽打造行动
(一)优化省内电力发展布局。按照“加强省内、从北引入、向南联络”的总体思路,以全省能源电力发展总体战略为基础,充分考虑各地区资源禀赋和用能差异,统筹优化电力开发布局。着力将湘北地区(岳阳市、常德市、益阳市)打造为电力供应基地,重点推进特高压入湘通道、清洁高效火电机组、煤运通道及煤炭储备基地建设;将湘东地区(长沙市、株洲市、湘潭市)打造为电力消费和科技装备研发中心,重点推进坚强柔性电网建设;将湘南湘中地区(衡阳市、郴州市、永州市、娄底市、邵阳市)打造为南向联络“先锋”、新能源资源开发基地和中南地区抽蓄基地,重点推进风电和光伏发电、抽水蓄能电站建设以及与南方电网的互联;将湘西地区(张家界市、怀化市、湘西自治州)打造为全省清洁能源生产基地,重点推进省内西电东送通道、既有水电增容改造、风光资源与生态环境协同发展示范建设。
(二)打造跨省跨区电力优化配置中枢。充分发挥湖南作为东部沿海地区和中西部地区过渡带、长江开放经济带和沿海开放经济带结合部的区位优势,紧密结合全国电力流向新格局,打造中南地区电力资源大范围优化配置的集散中枢。加强与甘肃、四川、宁夏等送端省份联系,推动送端配套电源和受端承载能力建设,确保祁韶直流安全运行、稳送满送,雅湖直流足额分电湖南,“宁电入湘”建成投产,积极争取三峡清洁水电更多分电湖南,争取贵州等周边省份清洁能源点对网送湘,稳步提升现有通道可再生能源电量送入水平,确保跨省跨区输电通道可再生能源电量占比不低于50%并逐步提升。抢抓国家大型清洁能源集中开发机遇期,加大与北部、西部、沿海清洁能源基地合作力度,力争第三回直流“十五五”期间投产,超前谋划第四、五、六回直流入湘工程,提前预留新增输电通道路由条件,做好站址保护。推动完善华中特高压交流环网,适时投产湘南特高压交流输变电工程,新增湘南—江西赣州跨省特高压交流通道,加强湘、鄂、豫、赣四省交流联络,积极推动与南方电网异步互联,力争湘粤背靠背柔性直流互联工程“十五五”期间投产,推动湖南由国网末端转为国家电网与南方电网柔性互济、合作运行的“桥头堡”,打造全国电力流西电东送区域中继站和南北互济区域联络站。
(三)构建坚强柔性电网。持续完善省内500千伏骨干电网,建成湘东“立体双环网”、湘南多重环网、湘西北环网和湘北环网,提升大规模外来电疏散能力,适应大规模抽水蓄能电站接网需求,打通省内清洁能源输送主动脉。优化重构220千伏电网,科学实施电网分层分区运行,推动220千伏电网逐步向高压配电网转化,聚焦网源协调发展,引导在送出存在瓶颈的区域建设220千伏汇集站。构建结构合理、绿色智能、有源互动的现代配电网,按照差异化发展策略,加快全省配电网提档升级,提升配电网运行效率效益,主动适应分布式新能源、用户侧储能、充电设施等多元负荷规模化发展趋势,高标准推进配电网转型发展,促进新能源就近开发利用。研究实施常规直流柔性化改造、柔性交直流输电、直流组网、低频输电、超导直流输电、分布式智能电网、直流配电等先进技术示范应用,探索形成特高压柔直组网、超高压柔性分区、有源配电网与坚强大电网兼容并蓄的网架格局。
五、实施清洁能源高质量发展行动
(四)高质量集约化发展省内风电和光伏发电。以规划为引领,统筹考虑资源禀赋、电网接入消纳、生态环境和空间承载能力以及发展需求等因素,落实生态优先战略,将新能源发电布局纳入国土空间规划“一张图”,增强用林用地保障能力,坚持新能源开发与生态环境保护修复相结合,按照集中式与分布式并举的原则,推动省内风电和光伏发电高质量、集约化发展,探索和设定新能源合理利用率管控目标,扩大新能源发展空间。按照“储备一批、成熟一批、推进一批”的思路,推动风电规模化和可持续发展。积极探索“光伏+”模式,因地制宜建设农光互补、林光互补和渔光互补等集中式光伏项目。支持分布式能源就地就近开发利用,在土地资源紧张、开发条件受限的区域,科学推广分散式风电建设,推动分布式光伏与乡村振兴、产业、交通、建筑、新基建融合发展,支持用户利用自有建筑屋顶自建户用光伏电站,确保新能源开发节约集约化程度达到国内先进水平。至2030年,全省风电、光伏发电总装机容量达到4000万千瓦以上。
(五)加大省内水电深度挖潜和其他清洁能源开发利用力度。统筹水电开发和生态保护,积极推进在运水电站优化升级和扩机增容,加快推动有开发潜力水电核准开工,持续推进老旧水电站设备改造。优化生物质发电项目建设布局,有序发展农林生物质发电和沼气发电,积极推进垃圾焚烧发电项目建设,鼓励生物质直燃发电向热电联产转型,探索生物质发电与碳捕集、利用与封存相结合的发展模式。探索不同地热资源品位供能模式和应用范围,开展浅层地热能集中规模化应用,优先发展水源热泵,积极发展土壤源热泵,探索发展空气能热泵,推动地热能利用与城市建设集中规划、统一开发,在住宅小区、公共建筑等开展地热能集中供能建设和改造,建设冬暖夏凉幸福新湖南。
(六)全面提升清洁能源可靠替代能力。制定科学技术标准,提升新能源顶峰、调频、无功调节等主动支撑能力,支持新能源逐步成为新型电力系统主体电源和基础保障性电源。强化大容量风机、分布式低风速风机、高转换率光伏发电技术的研发与应用,适时开展老旧风电场、光伏电站发电设备“以大代小”退役改造。结合湖南气候变化特性,对省内冰冻区域风电机组全面实施抗冰改造。加快感知终端部署,逐步实现分布式光伏可观可测可控可调。因地制宜推动生物质能、浅层地热等多种新能源开发利用。推动梯级水电与风电、光伏等新能源发电优化互补。推广“新能源+新型储能”深度融合发展模式,实现一体规划、同步建设、联合运作。开展极端天气、长周期等情况下新能源功率预测研究,建设完善智慧化调度模式,提高新能源发电效率和可靠出力水平。
六、实施电力支撑能力提升行动
(七)夯实保障性电源基础。充分发挥火电作为电力安全保障“压舱石”作用,稳住火电供应基本盘,合理保障火电装机裕度,逐步推动火电向基础保障性和系统调节性电源并重方向转型发展。重点围绕铁路、水运运煤通道沿线和湘南负荷中心、特高压落点等电网重要节点,按照“先立后破、不增新址”的原则,优化布局一批火电项目,持续优化电源结构。确保新建煤电机组以百万千瓦级超超临界机组为主,加速百万千瓦级绿色煤电机组对老旧低效机组的更新迭代,推动煤电清洁低碳化发展。在气源有保障、气价可承受、调峰需求大的负荷中心适度发展一批调峰气电项目。加快开展新型节能降碳技术、燃煤耦合生物质发电、CCUS、提质降碳燃烧、燃气机组掺氢燃烧联合循环、整体煤气化蒸汽燃气联合循环发电(IGCC)、超临界CO2(S-CO2)发电技术研发及全流程系统集成和示范应用,实现火电出力清洁、高效、灵活化。有序推动火电机组由提供电力电量逐步转为提供应急保障和备用容量,承担新型电力系统基础保障责任。
(八)提升电力应急备用能力。加强极端形势下电力风险管控,做好应对自然灾害、尖峰负荷、大面积停电、电网攻击等情况的保供预案,提高应急处置和抗灾能力。开展中长期应急备用电源规划,按照最大负荷3%—4%叠加新能源装机容量1%—3%标准配置应急备用电源规模。落实国家应急备用电源管理要求,科学认定和退出应急备用机组,对符合能效、环保、安全等政策和标准要求的退役火电机组,按照“关而不拆”原则转为应急备用电源,做好设备维护和燃料供应保障。支持分布式天然气发电项目建设,在有规模热(冷)负荷的工业园区、经济开发区、空港新区等区域,因地制宜建设背压式燃煤热电联产项目或分布式天然气冷热电三联供项目,积极推广建设用户侧分布式智慧综合能源,提升就地就近电力安全保障能力。加强政府、医院、铁路、民航等重要电力用户应急自备电源建设,力争实现应配尽配全面覆盖,电源容量应满足全部保安负荷需求。加强抽水蓄能电站应急备用能力建设,推动抽水蓄能电站具备黑启动功能。做好一次能源监测预警和供应协调,提升电源发电能力,利用负荷和电源的时空互补特性,有效提高湖南与其他区域间电力互补互济、调剂余缺能力。
(九)提升电网主动防御和智慧自愈能力。深入开展新型电力系统稳定机理研究,建设以多时间尺度、平台化、智能化为特征的大电网仿真分析平台,深入开展运行特性、稳定裕度、影响因素等分析,建立湖南“高比例新能源、高比例外来电、高比例电力电子器件”电力系统的安全稳定特性认知,重点攻克适应低惯量和高比例电力电子系统的保护新原理和稳定控制新技术。聚焦有源配电网的运行特征,重点攻克中低压交直流混联技术,智能软开关技术,配电网重构及柔性自愈技术。优化“高比例新能源、高比例外来电、高比例电力电子器件”电力系统三道防线配置,全面升级继电保护、自动化等二次系统配置,推广电力电子设备主动支撑技术,加强电网全局感知和风险识别能力,深化故障处置智能辅助决策,提升故障研判与应急指挥能力,构建适应新型电力系统的主动防御和智慧自愈体系。
(十)构建新型电力系统智慧调度体系。建设新一代调度运行技术支持系统,依托全国统一电力市场和大电网资源配置能力,统筹全系统电力资源,构建全景观测、精准控制、主配协同的新型有源配电网调度模式,提升电网海量资源聚合控制能力,保障系统全局综合动态平衡,保障电力供应安全。运用机器学习和人工智能技术,不断提升调度系统智慧化水平,逐步实现实时和未来态电力系统安全稳定分析,综合考虑经济高效运行与安全稳定运行,为调度运行方式提供智能决策支持,实现电力系统故障过程推演与电网快速恢复处理方案建议,逐步建立人机融合、群智开放的高智慧调度平台。
(十一)提升电力系统运维管理智能化水平。加强智能建设、智能管理、智能运维等智慧电力系统技术示范应用。推进“智慧电厂”建设,实现火力发电全流程智能化生产和智慧化管控。整合全省小水电资源,提升精准预报、调洪增发、优化调度等数字化能力。推进“智慧光伏”建设,实现“光伏开发+生态治理+储能”模式应用,建设覆盖电站运行、维护、管理等业务的一体化应用平台。推进“智慧风电”建设,实现风电场预测性维护、发电精准预测、风场预判式运维和机群能效提升。推进智慧变电站、数字换流站、智慧线路、透明配电网建设,提升设备智能化水平。全面推进中压分布式电源、储能监控终端部署,按需推进负控终端部署,实现配变、分布式能源等关键节点智能识别和感知。通过无人机巡查、GPS定位、布控点视频监控等技术手段实时跟踪电力工程施工进度,提升基建作业智能化水平。推动变电站和换流站智能运检、输电线路智能巡检、配电智能运维体系建设,发展电网灾害智能感知体系,提高供电可靠性和对偏远地区恶劣环境的适应性。
七、实施电力资源聚合互动行动
(十二)提升终端用能电气化水平。多措并举拓展电能替代的广度和深度,持续提升交通出行、工业制造、建筑用能、农业生产、生活消费各领域电气化水平。在公共交通、短途物流和机场服务等交通领域大力推进交通工具电气化,引导居民优先购置新能源汽车,持续提升省内千吨级港口泊位岸电、空港陆电设施覆盖率和使用率。在钢铁、建材、有色、化工、印刷、造纸、食品等工业领域全面推广应用电炉钢、电锅炉、电窑炉、电加热等技术,开展高温热泵、大功率电热储能锅炉等电能替代。推动建筑用能电气化和低碳化,在机关、事业单位、医院、酒店、写字楼、大型商超、城市综合体等大型公共建筑领域开展老旧溴化锂中央空调机组及燃煤、燃油、生物质锅炉改造,鼓励采用电力驱动热泵、电蓄冷空调、蓄热电锅炉等方式采暖制冷,促进光伏与建筑一体化发展。持续提升乡村电气化水平,因地制宜推广电气化育种育苗,在粮食、蔬果、制茶、制烟、畜牧、水产养殖等农业领域推广电烘干、电加工,提高农业生产质效。推广智能家电、电炊具,提高居民生活电气化水平。
(十三)深入挖掘负荷柔性互动能力。深化负荷特性研究,采用数字化技术和先进控制技术,深挖蓄冷、蓄热、建筑楼宇、工商业等多类可调节负荷柔性互动潜力,加强新能源与智能电网、储能、充电桩信息交互,大力推广用户侧储能、大数据中心负荷、电动汽车智能有序充电、新能源汽车与电网(V2G)能量互动等新模式,做大、做优可调节负荷资源池建设。加快新型电力负荷管理系统建设,强化负荷分级分类管理和保障,提升负荷精准控制和监测指挥能力,依托电网信息共享平台,积极培育多类型聚合商、综合能源运营商等负荷侧柔性主体,推动需求侧资源分层分级聚合参与系统调节,形成高效互动能力。
(十四)推动电力系统数字基础设施转型升级。依托先进量测、5G通信、物联网等技术,提升电力系统发输变配用全环节智能感知能力,加快新型电力系统感知控制技术规范标准化建设,支撑源网荷储海量分散对象协同运行和多种市场机制下系统复杂运行状态的精准感知和调节。基于卫星遥感及地理信息等数字技术,构建孪生数字电力系统底座,搭建数字空间标准化开放服务能力,实现电力系统物理空间在“数字空间”的时空动态呈现,构建新型电力系统数字化时空一体管控新模式。打造“云上新型电力系统”,将“数据+算力+算法”融入电力系统各环节,构建云边协同共享、全局动态调配的高性能区域级计算能力。完善湖南能源大数据智慧平台,推动能源行业数据分类分级共享制度建设和数据安全治理,实现多层级能耗和碳排放数据一体采集、一体统计、一体监测,打造全省煤、电、油、气、新能源和储能数据服务能力。加强设备和系统仿真推演算法研究,服务实体电网在数字空间的实时动态呈现、计算推演和智能决策。构建全层级安全保障体系。夯实资产本体安全,推动关键信息基础设施的建设与应用,推进密码算法、网信基础设施、云平台和中台的技术攻关,加强电力系统安全基础设施与专用安全防护装备的自主能力。进一步提升新能源、新负荷、新装备、新应用监测感知,业务和数据安全监测扩展,健全能源数据确权、流通、交易和分配机制,有序推动数据在能源产业链上下游的共享。
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