近日,國網甘肅省電力公司有關負責人透露,截至目前,甘肅電網自有1條特高壓,過境3條特高壓,通過19回750千伏線路與周邊省份相連,跨區跨省輸電能力提升至3200萬千瓦。甘肅新能源已通過特高壓通道輸送至全國21個省份,成為西北區域電力交換中心樞紐。
隨著我國大型風電光伏基地建設的推進,西北地區新能源發電裝機逐步迎來快速增長期,對于持續推動我國能源革命,助力實現碳達峰碳中和目標將發揮重要作用。與此同時,高比例的可再生能源的接入,也將對電力系統的穩定性帶來考驗,為此,西北地區正積極推動新型電力系統建設。
積極打造先行示范
“當前,風光大基地建設正在提速,‘十四五’期間,清潔能源基地規劃總量達7.44億千瓦。”全國工商聯新能源商會專業副會長兼秘書長曾少軍指出,我國風光大基地集中在遠離負荷中心的西北地區,提升系統調節能力、加強安全保供的重要性將進一步凸顯。
國家電網有限公司西北分部市場交易六部主任孫驍強表示,西北地區新能源資源稟賦好,發展潛力大,風光技術可開發量接近10億千瓦,其中風電技術可開發量是全國的1/3,太陽能技術可開發量達到全國近六成,2016年~2022年新能源利用率從71%提高到約95%,新能源發電量占比從13%提升至超21%,接近全國平均水平的兩倍,超過歐盟達到國際先進水平。
基于豐富的風、光資源,西北地區正在成為我國“雙碳”背景下,新能源發電裝機增長的主要區域。根據此前發布的《建設多層次市場機制,支撐西北新能源高比例發展》報告,在“雙碳”目標以及風光大基地規劃建設的新形勢下,西北電網新能源占比將進一步提高。
該報告指出,2022年西北電網新能源總裝機將超過火電,成為西北第一大電源。西北電網也因此成為全國首個新能源裝機第一的區域電力系統,同時面臨腰荷時段的消納與早晚高峰的保供壓力。報告同時預計,到2025年,西北電網新能源裝機占比將超過50%,成為西北電網的主體電源,電力系統將率先實現碳達峰目標。
據孫驍強介紹,西北正在積極開展新型電力系統的建設,預計至2025年,西北電網將具備新型電力系統基本形態;到2030年,西北新能源裝機主體地位鞏固,穩步向電量主體轉變,西北電網將基本建成新型電力系統先行示范區;到2045年,西北新能源成為電量主體,新能源裝機占發電裝機的80%,西北電網將全面建成新型電力系統先行示范區。
新型儲能潛力巨大
在構建新型電力系統的進程中,儲能正迎來巨大發展潛力。中電聯最新數據顯示,截至2021年底,全國儲能裝機規模達4266萬千瓦,其中新型儲能裝機626.8萬千瓦,同比增長56.4%。各省規劃的新型儲能發展目標合計超過6000萬千瓦,是國家能源局提出的2025年達到3000萬千瓦目標的兩倍。
孫驍強指出,目前,西北電網的電化學儲能規模僅54萬千瓦、光熱規模42萬千瓦,對新型電力系統的支撐作用尚未完全顯現出來。但與此同時,西北正在積極探索各類型儲能的規劃建設,并已超前開展抽水蓄能與新能源協調運行研究,創新性提出黃河梯級水電儲能工廠模式,研究電化學儲能利用分時電價峰谷價差、參與現貨市場的商業模式和盈利機制,開展光熱電站完全替代火電研究,為新型電力系統早日建成創造條件。
對于當前主要的幾種儲能技術,孫驍強認為,抽水蓄能是目前最可靠、最經濟、壽命周期最長、容量最大的儲能裝置;電化學儲能種類多樣,其效率高、運行方式靈活,商業化程度高;太陽能熱電站本身就消納新能源,啟停和深調能力比火電更優,系統友好性強;儲氫技術儲存能量大,儲存周期長,儲運方式靈活;儲熱技術容量大、運行安全性好。
曾少軍強調,未來要促進新型儲能多元化發展。在發電側,要大力推進新能源電站配置新型儲能,進一步推廣光熱發電熔鹽儲能;在電網側,要合理布局電網側新型儲能,著力提升電力安全保障水平和系統綜合效率;而在用戶側,要探索儲能融合發展新場景,拓展新型儲能應用領域和應用模式,支撐分布式供能系統建設,提升用戶靈活調節能力和智能高效用電水平。
此外,曾少軍還建議,優化整合電源側、電網側、負荷側資源,以先進技術突破和體制機制創新為支撐,探索區域(省)級、市(縣)級、園區(居民區)級“源網荷儲一體化”等具體模式。同時,積極探索共享儲能運營模式,促進電源側、電網側和用戶側的儲能項目落地。
多能互補助力轉型
由于西北地區電力負荷小,為促進新能源消納,除了建設電網外送通道和發展儲能,通過多能互補,通過多種能源參與調峰,也是構建新型電力系統的必要舉措。曾少軍強調,未來要加快構建以儲能為核心的多能互補新能源體系。
曾少軍表示,要利用存量常規電源,積極實施存量“風光水火儲一體化”提升,穩妥推進增量“風光水(儲)一體化”,探索增量“風光儲一體化”,嚴控增量“風光火(儲)一體化”。他還指出,要大力發展分布式能源和以電力為核心的綜合能源服務,促進新能源發電與供熱、供氣等能源品種協同發展。
此外,太陽能熱發電的儲能作用,也使其成為西北地區構建區域新型電力系統必不可少的一種重要能源。曾少軍指出,在西北風光資源豐富地區,光熱型熔鹽儲能電站效率最高可達到80%,適宜建設為電網側、發電側的大規模儲能電站或共享儲能電站。
在孫驍強看來,太陽能熱電站本身屬于新能源發電電源,通過優化新能源開發結構,建設一定比例的太陽能熱電站,可以減少煤電裝機,通過儲熱裝置實現長時段的能量搬移,滿足負荷高峰時段電力電量供應需求。同時,太陽能熱電站調峰能力強,可以啟停調峰,連續發電的最小出力可以降至20%,整體優于煤電,可以實現“以新能源調節新能源”“以新能源促進新能源消納”,力促能源結構綠色轉型發展。
在西北地區,為拓展新能源消納空間,水電、火電等傳統能源的調節作用正在凸顯。孫驍強介紹,近年來,西北電網開展火電靈活性改造,截至目前,已完成超過9000萬千瓦火電靈活性改造,新增調峰能力900萬千瓦;通過優化梯級水電聯合調度,嘗試將龍羊峽出庫從按日控制調整為按旬控制,釋放新能源消納能力約1000萬千瓦時。