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大电网骨架越发强壮 跨区跨省联网能力持续增强
1949年,中华人民共和国成立,作为国民经济重要基础产业的电力工业开始取得长足进步。电压等级不断提升——改革开放之初,我国电网最高电压等级为330千伏,1981年电网最高电压等级提升至500千伏,2005年首个750千伏输变电工程投运,2009年首个特高压工程投运,2019年世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的±1100千伏准东—皖南特高压直流输电工程建成。电网线路长度大幅增长——与1949年相比,2023年全国35千伏及以上输电线路长度增长374.5倍。省间互济能力逐步加强——1989年,我国首个超高压直流输电工程——±500千伏葛洲坝—上海直流输电工程投运,华东、华中电网实现异步联网;2001年,华北电网、东北电网通过500千伏线路联网运行,我国首次以交流方式实现跨区电网互联;2005年,西北至华中灵宝直流背靠背换流站工程投运,西北与华中电网实现互联;2010年,750千伏哈密—敦煌输变电工程投运,是新疆电网与西北主网联网的第一个通道;2019年,渝鄂直流背靠背联网工程投入运行,川渝电网和华中电网实现异步互联;2022年,闽粤联网工程竣工投产,广东、福建两省电网首次实现互联互通。
随着电网发展,各地能源资源、用电负荷水平分布不均等问题日益显现。2004年,国家电网公司提出建设特高压输电工程。2006年,我国首个特高压交流输变电工程——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程开工。2009年,该工程投运。2010年,±800千伏向家坝—上海特高压直流工程建成投产,我国进入特高压交直流混合电网时代。
2014年,随着“4交4直”特高压工程加快建设,特高压进入全面大规模建设和发展阶段。此后,±800千伏酒泉—湖南、扎鲁特—青州、青海—河南、白鹤滩—江苏、白鹤滩—浙江等特高压直流工程相继投运,不仅给西部地区带来了实实在在的效益,也满足了中东部地区经济发展用能需要。
特高压电网,既需要特高压直流远距离输电,也需要特高压交流确保电网安全稳定运行。2019年,1000千伏特高压交流苏通GIL综合管廊工程投运,华东特高压交流环网形成,提升了华东电网受电能力。2020年,1000千伏蒙西—晋中特高压交流工程建成投运,华北电网基本形成“两横三纵一环网”的特高压骨干网架。2021年至2023年,1000千伏南昌—长沙、荆门—武汉、驻马店—武汉特高压交流工程先后建成,华中特高压交流环网网架结构进一步增强。目前,国家电网在运“19交16直”35项特高压工程,在更大范围促进能源资源的优化配置与高效利用。
大电网不断向更高更远处延伸。2011~2020年,青藏联网工程、川藏联网工程、藏中联网工程、阿里与藏中电网联网工程4条“电力天路”建成,西藏形成覆盖全自治区300多万人的统一电网。
为了确保纵横交错的电力“高速路”将能源富集地区电力输送至负荷中心,电网也在不断织密建强,畅通经济社会发展能源动脉,满足人民对美好生活的用电需要。
华北电网是典型的交直流混联送受端,为了满足蒙西、山西等能源基地送电需求,华北电网持续建强主网架,推动绿色转型;华东电网是典型的大受端,随着长三角一体化发展的推进,华东电网加快完善区域主网架,确保电力“送得进、落得下、供得好”;作为全国电网互联互通和电力交换的重要枢纽,华中电网通过多条500千伏线路相连,为服务中部地区崛起提供支撑;东北电网是典型的送端电网,区域内以500千伏为主干网架,目前正加快推进新能源富集地区配套电网建设,满足新能源规模化接网送出需要;西北电网是交直流混合大电网,5个省级电网通过750千伏骨干网架联接,省间交换能力不断增强,积极服务西部大开发;随着西南地区能源基地开发建设,以及1000千伏川渝特高压交流等工程推进,西南电网将从大送端转变为“送受并重”电网,西南电网持续优化完善区域主网架,确保电网安全运行。
电压等级不断提升,电网网架持续完善,区域电网结构不断优化,为跨区跨省电力输送奠定坚实基础。
配电网持续升级 城乡供电更加可靠
如果说特高压、超高压是电网“主动脉”,配电网就是电网的“毛细血管”,覆盖城乡区域,连接千家万户。
从城乡家庭必备煤油灯到供电可靠性持续提升,从“多户一表”到“一户一表”再到智能电表,从城市上空布满电线到电缆入地……改革开放以来,我国城乡配电网不断完善,有力支撑了地方经济发展和人民生活水平提升。
今年6月,国家能源局与中国电力企业联合会联合发布的2023年度电力可靠性数据显示,2023年,我国城市电网供电可靠率达到99.976%,部分城市供电可靠性已达世界先进水平;我国农村电网供电可靠率也大幅提升,2023年提升至99.900%。
城市电网实现提档升级。党的十八大以来,公司加快城市配电网建设,供电质量越来越高。2017年,公司在北京、天津、上海、青岛等10个大型城市,打造世界一流城市配电网,全面提高城市配电网可靠性和供电质量。
农村电网结构更加完善。从新一轮农网改造升级到完成“三区三州”深度贫困地区电网建设再到实施农网巩固提升工程、乡村电气化工程等,公司推进城乡电网服务均等化,促进城乡电网协调发展,用一项项惠民工程为农业农村高质量发展奠定坚实基础。
随着“双碳”进程加快,分布式新能源快速发展,新能源汽车规模日益增大,电力市场建设不断推进。作为新型电力系统的关键一环,配电网的重要性愈加凸显。
从城市到乡村,生动实践不断涌现,越来越多的地区正探索赋予配电网更强大的功能。城市配电网不断“翻新”——在北京,通州—亦庄数字化配电网综合示范区的建立,从规划、建设、运维、调控、服务全环节统筹推进配电网数字化转型升级,保障电网安全运行;在上海,“钻石型”配电网加快建设,中心城区的负荷转供能力和故障自愈能力大幅提升;在陕西,配电网示范区在西安建成,实现多能互补,为新型电力系统建设积累经验。农村配电网愈发坚强——在山东,2023年风电与光伏发电装机规模位居省级电网第一,电网企业将电网规划与农村分布式可再生能源发展、充电基础设施建设等有序衔接,建强电网网架;在河南,截至7月底,河南电网风电、光伏发电等新能源总装机容量是10年前的120倍,电网企业结合兰考全国农村能源革命试点县建设,打造农村能源互联网平台,支撑分布式光伏规范健康发展;在宁夏,配电网建设适度超前,推动永宁县闽宁镇等多地发展葡萄酒产业,助力乡村振兴……
充沛电能在乡村振兴、城市发展中留下鲜明印记,写下生动注脚,在满足客户多元需求、推动地区经济社会发展中持续释放发展动能。
以数字技术赋能 电网智能化水平不断提升
在“未来之城”雄安,国内首个新型城市电网主配微一体调度系统高效运转,实现对电网的毫秒级实时控制;在辽宁碳排放监测分析服务平台上,辽宁省电碳热力图、产业布局热力图、碳排放结构全景图等应用场景一目了然,为当地政府提供数据支撑;福建电网灾害监测预警与应急指挥管理系统,能够实现电网设备12类数据的分钟级智能监测、多维度穿透分析,以数字技术赋能抢险救灾工作……大江南北,电网数字化转型步伐加速,电网规划、建设、调度、运维更加智能。
党的十八大以来,公司加快推进基础设施建设,全面推进数字技术在电网各环节、各领域的广泛应用,加快实现电网生产、经营、管理等核心业务数字化转型,提升电网智能互动和安全运行水平,数字化服务电网高质量发展的作用愈发显现。
随着能源转型深入推进、新能源快速发展,电源结构、电网形态、负荷特性发生深刻变化。如何应对这些新变化新挑战?关键在于利用数字技术推动电网转型升级,加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统。
聚焦清洁低碳,电网更加灵活,服务新能源高质量发展。国网新能源云平台2021年4月上线,为新能源客户提供接网、补贴等全流程在线服务。目前,该平台已累计接入新能源场站超过650万座。面对新能源快速发展形势,公司利用数字手段,持续提升新能源功率预测精度,强化寒潮、沙尘等极端天气下的预测预警,对分布式光伏开展群调群控试点,全力保障新能源能并尽并、能用尽用。
聚焦安全充裕,电网更加安全,增添供电保障能力与底气。超大型电力系统电磁暂态仿真技术及平台的建成,提升了电网调度运行专业的仿真计算能力;“电网一张图”的形成,实现对电网全环节的分析和预测,助力保障电网安全运行;企业级气象数据服务中心的应用,使得公共气象数据和电力专业气象数据有效汇聚,在支撑极端天气下电力保供和应急处置中发挥重要作用……公司利用数字技术,强化资源优化配置和安全稳定保障,增强电力系统抵御气象灾害等风险的能力。
聚焦经济高效,电网更加“聪明”,提升电力系统运行效能和价值创造能力。对输电线路开展无人机智能巡检,打造绿色现代数智供应链实现物资集中采购、全流程在线办理,深化能源大数据中心建设应用,创新开发电力看经济、看环保、看消费等应用……公司加强数字技术在电网各环节的深度应用,推进生产和运营管理精益化。
聚焦供需协同,电网更加智能,促进高质量供需动态平衡。公司建设新型负荷管理系统,实现负荷资源精细化管理。迎峰度夏尖峰时段,在政府主导下,公司通过用好市场调节机制、发挥虚拟电厂作用等措施,调动负荷侧资源参与电力系统调节,保障民生用电。此外,公司建成智慧车联网平台,开展车网灵活互动实践试点,实现“车—桩—网”高效协同互动。
聚焦灵活智能,电网更加稳定,提升系统平衡调节能力。融合应用新型数字技术、先进信息通信技术、先进控制技术,公司持续在调度、新型储能等方面发力,打造新一代调度技术支持系统,促进发用电平衡与资源统筹优化,支撑新型储能电站全景运行监测、可调能力评估等。截至8月底,公司经营区域内新型储能装机容量超过4000万千瓦。
夯基固本,筑牢发展基础;通盘谋划,做好资源统筹;数字赋能,释放更大活力……国家电网推动各级电网协调发展,不断优化配置资源,加快电网数字化智能化转型,为中国式现代化赋动能作贡献。
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