2024年12月25日,国家电网有限公司西南电力研究院筹建工作推进会在四川成都召开。国家电网总经理、党组副书记庞骁刚表示,组建国网西南电力研究院,是贯彻落实党中央决策部署、服务国家重大工程建设的迫切需要,是践行“双碳”目标、服务西南地区能源电力高质量发展的迫切需要,是公司优化科研布局、完善创新体系的迫切需要。
2025年1月《学习时报》头版刊发国家电网公司张智刚董事长署名文章《牢记“国之大者” 扛牢使命责任 把国企党建政治优势转化为发展优势》(以下简称:文章)。张智刚董事长在文章指出:优化调整总部组织机构,加强分部功能建设。
种种迹象表面,国网正逐步加大区域电网投资建设。
接下来,CPEM带来西南电网介绍。
西南地区,覆盖了四川、西藏、重庆三地,是我国最重要的清洁能源战略基地,在大力推进清洁能源大规模开发的背景下,西南电力正面临着诸多前所未有的挑战。
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电源结构问题:西南地区以水电和新能源为主的电源结构使得电力供应“靠天吃饭”,在气候变化影响下,电力供需形势更加严峻,难以应对极端天气带来的挑战。
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新能源大规模开发送出问题:西南地区新能源大规模开发后,外送通道能力不足,导致电力输送受限。
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外送和内用矛盾:西南地区电力需求快速增长,导致电力供需矛盾日益突出。电力供应不仅要满足区域内用电需求,还要保障“西电东送”战略的实施,这增加了电力供应的复杂性和难度。
因此,国网西南分部正全力推动西南电网向“清洁能源大基地、交直混联大电网、送受一体大枢纽、资源配置大平台”转型升级。
清洁能源大基地
流域多、水库多、梯级多是西南水电最显著的特点。西南地区的水电站主要分布在各大江大河上,如金沙江、雅砻江、大渡河等。
水电基地
中国十三大水电基地,西南地区占4,为:金沙江水电基地(西藏、四川)、雅砻江水电基地(四川)、大渡河水电基地(四川)、乌江水电基地(主要分布在贵州,重庆有彭水水电站和银盘水电站),其中金沙江水电基地是我国最大的水电基地。
金沙江水电基地共规划建设上游岗托、岩比、旭龙等13级梯级电站;中游规划龙盘、两家人等10级梯级电站;下游布置乌东德、溪洛渡、白鹤滩、向家坝4座巨型梯级电站。金沙江下游四座水电站工程规模巨大、技术复杂、效益显著,是实施“西电东送”的国家重大工程。
雅砻江水电基地在“中国十三大水电基地规划”排第三位,仅次于金沙江水电基地和长江上游水电基地。
据四川省水力资源复查统计,雅砻江流域水能理论蕴藏量为3372万千瓦,其中四川境内有3344万千瓦,占全流域的99.2%,其中干流水能理论蕴藏量2200万千瓦,支流1144万千瓦,全流域可能开发的水能资源为3000万千瓦。
风光一体化基地
四川水电资源集中的大渡河、金沙江、雅砻江“三江”流域,同时也是风光资源最富集的区域。
2023年4月,国家能源局印发《2023年能源工作指导意见》明确“建设雅砻江、金沙江上游等流域水风光一体化示范基地”。
雅砻江流域水风光一体化基地,规划建设22级水电站、8座大型抽水蓄能电站、16个大型风电场、40个大型光伏电站。
目前,基地已建成锦屏、二滩、两河口等七座水电站和柯拉光伏、腊巴山风电等一批新能源项目,共投产装机约2100万千瓦(约占全国0.68%),年发电量约1000亿千瓦时(约占全国1%),累计贡献绿色能源超1万亿千瓦时。日前,甘孜理塘索绒光伏发电项目开工,总装机容量为100万千瓦,雅砻江流域水风光一体化基地建设迈上新台阶。
图:雅砻江流域水风光互补绿色清洁可再生能源示范基地;
图源:国投在线
据《四川省电源电网发展规划(2022—2025年)》,到2025年,该省基本建成具备较强抗风险能力的电力系统。届时,其电力装机规模达到1.66亿千瓦,水电、火电、风电、光伏发电占比从77.8%、15.9%、4.6%、1.7%调整为64.1%、16.6%、6.0%、13.3%。
西藏光伏资源
青藏高原是世界上太阳能最丰富的地区之一,太阳能资源占全国的30%以上。西藏和川西地区日照多、辐射强,年太阳总辐射量比同维度低海拔地区要高50%~100%。
中国工程院院士舒印彪估算,西藏太阳能资源技术可开发规模超过7亿千瓦,风能资源主要分布在西藏中西部和川西地区,技术可开发量分别为1.8亿千瓦和2000万千瓦。随着“双碳”目标的逼近,西藏的光伏资源一定会成为西南电网的重要支撑,“数以亿计的大风光基地”。
交直混联大电网
《四川省“十四五”规划和2035年远景目标纲要》要求加强电网设施建设。加快四川电网主网架提档升级,构建电网中长期目标网架,建成四川特高压交流重点工程。
截至目前,西南电网已建成向家坝-上海、锦屏-苏南、溪洛渡左岸-浙江金华、雅中-江西、白鹤滩-江苏、白鹤滩-浙江6大特高压直流输电工程,1条川渝1000千伏特高压交流工程。
白鹤滩-江苏工程输电能力达800万千瓦,占白鹤滩水电站总装机的一半,每年可向江苏送电300多亿千瓦时,同时增送四川丰水期的富余水电40亿至60亿千瓦时,大幅提高了水电利用效率。白鹤滩-浙江工程自2022年12月建成投运,至今已连续运行2年,累计向浙江地区输送电量超460亿千瓦时。
金上-湖北特高压直流输电工程、哈密—重庆特高压直流工程在建,藏东南—粤港澳(藏粤直流)也即将开工。疆电入川、藏电入川、陇电入川等特高压工程正在前期工作及规划中。
图:白鹤滩—浙江±800千伏特高压直流工程布拖换流站;图源:国家电网
此外,西南电网正强化电力电网的互联互济能力,不断优化省内交流电网的主网架构,加强骨干电网建设,在成都平原、川南、川北三受端构建500千伏立体多环的主网架,为川渝特高压目标网架奠定坚实的基础。
送受一体大枢纽,资源配置大平台
川渝地区常住人口超过1亿人,“十四五”以来,随着成渝地区双城经济圈建设的不断推进,川渝两地用电需求高速增长,“十四五”前三年,川渝地区用电量年均增长8.4%,高于全国平均增长1.4个百分点。预计到2025年,四川、重庆最大用电负荷将达到约7500万千瓦、3100万千瓦,分别比2020年增长48.0%和38.0%。
新能源发电因受天气和季节因素的显著影响,表现出强烈的随机性和波动性,改变了传统的电力系统平衡机制。从2022年至2024年间,连续几个夏季的高温天气,使得西南地区的电力供需矛盾愈发凸显。
从“大送端”向“送受一体大枢纽”
如何化解供需矛盾?四川、重庆、西藏正在走向“抱团”,创建全国新型电力系统先行示范区,推动西南电网逐步从“大送端”向“送受一体大枢纽”转变,从而将清洁能源外送与川渝地区电力供需矛盾统筹解决。
川渝1000千伏特高压交流工程成功搭建起四川与重庆之间电源和负荷中心的紧密桥梁,该工程是我国西南地区首个特高压交流工程,每年最大可向四川、重庆负荷中心输送清洁电能350亿千瓦时,相当于1000万户家庭一年的用电量。
图源:中国能建
川渝特高压交流作为西南特高压交流骨干网架的“起步工程”,甘孜-天府南-成都东段、天府南-铜梁段同步投用,形成川渝特高压“Y”字形网架建设,而随着阿坝-成都东工程加快建设将使得网架进一步向阿坝延伸,形成“之”字形网架,最终有望形成川渝特高压交流环网。
四川还将规划建设攀西—川南—天府南1000千伏特高压交流工程,再增加攀西这个送端,将攀西的清洁能源,集中送到川南负荷中心,再接入天府南,形成川渝特高压交流工程“三送三受”目标网架(三送:甘孜送端、阿坝送端、攀西送端,三受:成都受端、川南受端、川北受端)。
此外,国网西南分部坚持“全网一盘棋”,发挥大电网资源配置平台作用,优化电网运行方式,用满用足跨省跨区输电通道。在迎峰度夏期间,国网西南分部通过跨区跨省挖掘保供电潜力,支援川渝地区供电。同时,还利用不同区域电网之间的“地域差、温度差、时间差”,争取最大支援,确保电力供应的平稳有序。
源网荷储协同发力
为进一步提升清洁能源的利用效率,国网西南分部打造了先进的西南地区水电智慧服务平台,该平台接入了水电站的流量、水位等关键数据,并通过精确跟踪和用好每一滴水,为西南电网区域内清洁能源大规模开发和消纳提供有力支撑。未来,该平台还将升级为长江中上游水能优化利用平台。
国网西南电力调度控制中心正提升电网数字化智能化水平。构建模型—数据融合驱动新模式,增强电网协调控制和清洁能源调度能力。聚焦西南地区气象条件复杂难题,深化区域气象数据共享,支撑电网快速响应和应急处置。积极探索人工智能在源荷预测、调度辅助、风险预警等场景应用,提升电网调度、安全管控智能支撑水平。
储能方面,2024年5月30日,我国西南地区首座百万千瓦级大型抽水蓄能电站——国网新源重庆蟠龙抽水蓄能电站全面投产发电,实现了西南电网调节性电源建设的新突破。
图源:电网头条
正在建设的两河口混合式抽水蓄能电站、道孚抽水蓄能电站将进一步增强西南地区电力系统调节能力、提高清洁能源消纳能力,更好发挥源网荷储一体化和多能互补优势,增强可再生能源保供能力和能源绿色低碳转型动力。
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