新型电力系统示范窗口观察——新能源高质量发展是一个系统工程

科技 2024-11-21 18:11 北京

新型电力系统概念提出至今已有三载，源、网、荷三大要素在系统内部的功能角色深刻重塑。它们之间，紧密交织、相互依存，又彼此牵绊，共同编织电力系统转型升级的复杂图谱。新型电力系统建设的前沿阵地与示范窗口——浙江，为我们提供了一个观察、理解乃至借鉴这一转型进程的独特视角。

国家能源局发布的全国电力工业统计数据显示，截至9月底，全国累计发电装机容量31.6亿千瓦，同比增长14.1%。其中，太阳能发电装机容量约7.7亿千瓦，同比增长48.3%；风电装机容量约4.8亿千瓦，同比增长19.8%；风电和太阳能发电新增装机占新增总发电装机比重超过80%。

能源转型比预想中来得更快，相应的，消纳、调控等问题也不再是未雨绸缪，而是极为迫切的当下。不久前，笔者分赴浙江各地，走访调研供电企业、新能源制造企业及工业园区等，看各方如何群策群力推进新能源高质量发展，尤其电网企业如何以新技术为起点优化要素配置，发挥好“链长”“平台”作用。

新能源螺旋式向上发展

乘坐观光电梯52秒便可来到高达130米的观景平台，目之所及的厂房屋顶铺满光伏板，25台风机在杭州湾岸边徐徐转动，生物质能电厂的蓝色烟囱高高挺立。

这里是海宁尖山新区，百亿元级工业强镇。这里也是我国首批分布式光伏发电应用示范区、全省县域规模最大的光伏行业集聚区。截至2023年底，尖山新区人均光伏达15.7千瓦，光伏渗透率超过96.81%；全年新能源就地消纳量达6.11亿千瓦时，占当地全社会用电量的14.1%。

“这些厂房都是近十几年新建，屋顶平坦，结构合理，周围没有遮挡，很适合开发屋顶光伏电站。”国网海宁市供电公司副总经理褚明华说，海宁政府近年来持续发力新能源赛道，产业链日趋完善，区域内企业、公共机构、居民开发分布式光伏的氛围非常浓厚。

不仅是海宁一域，纵观浙江全省，从政府到民间，都对新能源发展踌躇满志。

从钱塘江入海口，沿海岸线往南，宁波、舟山、台州、温州等沿海城市，都因地制宜加快新能源产业布局，沿海核电基地、海上风电等一批重大项目纷纷落地。嗅觉灵敏的温州，“核风光水蓄氢储”全链条持续发力，风光装机从2020年的100万千瓦增长至2023年的400万千瓦。

▲象山珠山风电项目。魏敏阳摄

内陆地区，山水资源丰富。在“九山半水半分田”的丽水，新能源和抽水蓄能可开发容量双双超800万千瓦，清洁能源装机占比高达98%。目前，浙江已投产抽水蓄能合计668万千瓦，并有3860万千瓦纳入国家中长期抽蓄规划，已核准规模位列全国第一。

数据显示，浙江全省风光新能源装机增长率连续3年超过30%。到6月底，浙江清洁能源装机7118万千瓦，占比已达全省电力装机总量的52%。其中，新能源装机4813万千瓦，占比超三分之一。

浙江，不仅从自身能源供给角度大力推动新能源发展，更积极布局新能源全产业链，不少浙江新能源制造企业在国际市场竞争中也形成了比较优势。

晶科能源2006年在海宁成立之初只是一家小型光伏企业，通过持续创新和技术研发，其光伏产品不仅在国内市场占据领先地位，也在国际市场崭露头角，全球每10块光伏组件中，就有一块来自晶科。

走访中不少业内人士坦言，如今的局面来之不易。从挣点没有技术含量的组装辛苦钱艰难起步，到一步步突破关键技术，经历过高歌猛进的狂欢时代，遭遇欧美“卡脖子”铩羽而归，伴随国家新能源扶持政策相继出台的“柳暗花明”，又陷入过甚嚣尘上的“弃风弃光”“产能过剩”“行业洗牌”等争议，再到当下迎来无可辩驳的高质量发展新阶段，新能源产业在不看好和长期看好不断交织着的“一波三折”中，以螺旋式向上发展。

电力系统需要重构平衡逻辑

党的十八大以来，我国陆续出台诸多能源高质量发展的政策文件，从技术、管理、市场等不同层面推动新能源发展。但持续高速增长下也不可避免出现利用率高低起伏、消纳困难等问题。

去年6月，国家能源局开展分布式光伏接入电网承载力及提升措施评估试点工作，对包括浙江在内的6省开展分布式光伏剩余可接入电网容量摸底。结果显示，除浙江外，其余省份均出现了并网困难情况。实际上，作为分布式光伏大省，浙江局部地区、部分时段也存在着光伏消纳的困扰。

海宁尖山新区新能源发展早，也就更早遭遇发展中的问题。褚明华回忆说，2016年春节期间，电网负荷需求下降，而天气晴好光伏大发，尖山电网就遭遇了潮流倒送大电网问题。

无现成经验可借鉴，海宁市供电公司通过技术、管理、机制等多维度创新，从新能源接入、预测、调控等各环节入手，在“试验田”里不断探索。

在尖山新区源网荷储一体化示范区，褚明华向笔者演示源网荷储一体化协调控制平台，数千座分布式光伏电站、上百兆瓦可控负荷、数座储能电站的能量流转清晰可见。该平台可对聚合的“源网荷储”四侧资源池进行分析，自动生成策略，调控各侧资源，实现全域的多级源网荷储协同互动，寻求新能源发展状态下能源供需多维度的“自我平衡”。

褚明华说，“自我平衡”即在各层各级区域范围内实现“平衡自治”，可以理解为“不把矛盾上交”。

这一思路已得到广泛认可，浙江各地从自身条件出发在不同实施路径上积极实践。

丽水缙云县大洋镇，位于海拔800米的山区，水、风、光伏等资源丰富，但远离负荷中心、电网结构相对薄弱。去年投运了融合“风光水储”的能源汇集站，“脾气”不同的多种能源首先在此汇集，“步调一致”后打捆送出。

今年，宁波北仑灵峰工业园区投运了全球首套轻量化中压柔性互联装置。该装置安装在两座110千伏变电站的10千伏线路上，相当于在两个供区之间多了一个“双向开关”。当一个供区出现负荷紧张、另一个供区新能源出力富余时，该装置可随时“开”或“关”，实现“无时差”互济转供，不把“矛盾”上交到上级电网。

“电力系统在千变万化中追求平衡的艺术”，走访中不断有人表达这一观点。

传统技术条件下，电能难以大规模存储，即发即用的固有特性下，“平衡”是电力系统的生命线。长久以来，一头是相对稳定可控的传统火电水电机组，一头是预测准确度较高的刚性用电负荷，电力系统在强计划中保持了较好的平衡。

随着新能源的高比例加入，电源侧的“不可控”因素大大增加，电动汽车、新型储能等非单一流向的新型产消型负荷也不断出现，系统平衡难度直线上升。

“需要重构平衡逻辑。”国网浙江电力新型电力系统研究中心研究表明，随着我国能源结构调整加速推进，加快建设新型电力系统的过程，正是重构电力系统平衡逻辑，寻求安全、经济、绿色“三难问题”最优解的过程。

系统工程需要系统布局

新能源高质量发展是一个系统工程，必须统筹发展和安全，坚持先立后破，由政府主导、电网引导、各方参与。从新型电力系统省级示范区之一的浙江一域观察，受访人士认为，大力推进新能源高质量发展，需要从以下几个方面进行系统布局。

其一，大力推进科技创新，强大电力系统调节能力。

近年来，特高压交直流、柔性直流、低频输电、智能配电网等一系列重大技术研发、重大装备研制，是各级电网协调均衡发展的关键。在浙江，依托物联网、5G通信、AI等技术，聚焦虚拟电厂、车网互动等资源，支撑源网荷储各方高效参与电网运行和常态化应用。走访发现，“实干、实绩、实效”导向在科技创新中驱动效应明显。

对电网企业而言，必须大力推进科技创新，以强大的系统调节能力，包容、消解新能源“不稳定的脾气”。

其二，加速建设全国统一电力大市场，以市场化手段改善时空错配问题。

从政策驱动转向市场拉动，是新能源发展进程中无法逾越的“成人礼”，“新能源入市”已逐渐成为各方共识。

作为外向型经济大省，站在绿色低碳转型的风口，浙江的实践验证了市场的拉动力。自2021年9月绿电交易启动以来，截至2023年底，浙江电力市场注册用户超12.7万家，居国家电网有限公司首位。

据业内人士透露，浙江明年或将新能源、储能作为独立主体纳入现货市场交易，逐步形成发用两端双边参与的竞价机制，通过市场供需、价格信号引导各方资源发挥更大效用。这也意味着，新能源将承担系统平衡责任，重估投资收益，各利益主体关联密切，现货平稳运行尚需协同衔接。

其三，既要通过顶层设计统筹，也要鼓励基层因地制宜。

今年2月8日，衢州市政府印发《关于进一步规范屋顶分布式光伏建设管理工作的指导意见》，明确屋顶分布式光伏项目须取得电网接入意见后方能办理备案手续。4月，浙江省能源大数据中心上线具有地区新能源消纳承载力评估功能的新能源e平台，优化各地新能源空间布局、发展规模和开发时序。

走过初生期政策扶持、补贴刺激下的“一哄而上”，我国新能源走向高质量发展阶段，必须加强规划协同和机制约束，统筹推进源网荷储协同规划，合理确定各类电网和调节资源的建设规模、布局和时序。

有业内人士同时也指出，各地经济结构不同，用能需求不同，新能源禀赋也各异，消纳水平、电网承载能力都不尽相同，在强调顶层设计的同时，也要允许各地根据自身经济发展和能源结构，因地制宜优化调整相关措施。

“任何一个新兴产业在最初发展阶段，往前两步，又后退一步，再往前一步，都是无可避免的过程。”国网浙江电力发展策划部副主任孙可认为，新能源还处于高速增长期，尽管面临这样那样的问题，但问题不会无解，新能源产业长期看好。

作者：徐俊钐张悦

编辑：张宇

校对：孔欣慰

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《中国电力报》由国家能源局主管、中国能源传媒集团有限公司主办，是重要的能源信息发布平台。

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