解析福建连续多年实现清洁能源100%消纳

文摘   2024-11-13 20:01   福建  




11月8日,福建省首个滩涂海上光伏电站——东山杏陈180兆瓦海上光伏电站正式并网发电,年平均可提供3亿千瓦时的清洁电能,可减排二氧化碳约24万吨。项目所有发电量全部上网,交由国家电网统一调控,将“海上绿电”输送到千家万户。


东山杏陈180兆瓦海上光伏电站正式并网发电


福建是我国东南沿海重要的清洁能源基地,拥有风、光、水、气、核等多种清洁能源,是电源结构最完整、电源类型最多的省份之一。截至2023年底,福建省清洁能源装机、发电量在总量中占比分别达63%、52.9%,每两度电中就有一度电为清洁能源发电,已成为我国东部电力绿色发展最好的省份。


在能源种类多样、清洁能源发电装机容量占比过半的情况下,如何保障清洁能源高效消纳?国网福建省电力有限公司高标推进新型电力系统省级示范区建设,打造“三大三先”(三大:东南清洁能源大枢纽、高能级配电网大平台、闽电数智大生态;三先:实现清洁发展水平领先、安全稳定水平领先、效率效益水平领先)省级高质量发展示范电网,科学调度支撑高比例清洁能源高效利用,连续多年实现清洁能源100%消纳,为支撑新能源大规模开发和利用、服务“清新福建”建设交出满意答卷。



文|林丽平

图|林世南 章革 钟炎生 林翀 刘婷 傅泓源 蔡灵智 黄海



 01 

打造东南清洁能源大枢纽

推动福建成为清洁能源“第四极”


9月30日,闽粤联网工程投运两周年。该工程两年来累计输送电量89.3亿千瓦时,其中福建送广东50.8亿千瓦时,广东送福建38.5亿千瓦时,有效提升了两省电网电力支撑能力。来自福建的清洁电力,通过闽粤联网通道点亮广东。


新型电力系统中,水、风、光等非化石能源发电将逐步成为装机主体和电量主体。与煤炭方便远距离运输不同,水、风、光等资源只能就近转化为电能,再通过电网送到用电负荷中心。这样一来,推动跨省跨区输电通道“联网”,提升电力资源配置能力就显得尤为重要。


国网福建电力立足福建省资源禀赋、区位优势,全力推动打造东南清洁能源大枢纽,加快建设北接长三角、南连粤港澳、西通华中腹地、东牵宝岛台湾的“四方互联”电力大枢纽,满足远期1亿千瓦风电、3千万千瓦光伏、3千万千瓦核电等清洁能源的省内消纳及规模化外送,服务清洁能源高效送出,推动福建成为我国清洁能源供应“第四极”,打造东南沿海多元化清洁能源基地及全国电力大市场重要枢纽。


立足福建资源禀赋、区位优势,国网福建电力全力推动打造东南清洁能源大枢纽


今年5月福建进入汛期,水电大发。5月11日至20日,福建电网通过闽粤联网工程,首次以200万千瓦的满功率输电能力向广东电网送电,支撑广东夏季用电负荷高峰,实现了清洁能源更大范围配置。


同时,国网福建电力围绕“主网垮不掉、配网不停电”目标,实施配电网提升三年行动,加快建设“数字闽电”,打造高能级配电网大平台,将配电网升级成为高能级能量配置枢纽和高能级能源服务平台,支撑接入各电压等级、各类型电源和负荷,兼容各形态电网运行方式,保障清洁能源高效消纳。 



 02 

灵活调节科学调度

支撑高比例清洁能源高效利用


风电、光伏发电等新能源“靠天吃饭”,具有间歇性、随机性、波动性等特点,水电也会受来水情况影响,枯水期调峰能力不足,随着其大规模高比例接入,电网的稳定性就会受到影响。


国网福建电力利用先进数字技术实现了对清洁能源发电全息感知、精准预测,提高系统灵活调节能力,支撑高比例清洁能源高效利用。


海风猎猎,也能生金。福建风能资源丰富,台湾海峡的“狭管效应”赋予了福建得天独厚的风力发电条件,海上风电理论蕴藏量超1.2亿千瓦。福建省自2000年首台风机并网以来,截至2024年8月底,风电装机容量已达793万千瓦,占总装机容量的9.4%。预计“十四五”末将超过900万千瓦,其中海上风电装机500万千瓦。


武平县出米岩风电场


然而,“靠天吃饭”的风电具有间歇性及难预测性。“大规模风电并网后,调峰问题最为突出。”国网福建电力调度控制中心调度控制处处长陈郑平说。


为此,国网福建电力成立了国家风电技术与检测研究福建分中心,建成福建首个风电、光电、储能微电网实验平台,提高风电机组运行的稳定性与经济性;将风电发电纳入日、月、年度电力电量平衡,预留调节能力较强的水库电站及LNG燃气电站与风电进行互补,多措并举促进风电并网和消纳。措施成效显著,2023年,福建实现全省风电场所发电量全部上网,连续12年均位居国家电网公司第一。


千山万壑,水流奔涌,高低之间,能量已现。


福建水系密布,水电资源开发程度高,水电站数量多,水电调度非常复杂。为解决这一问题,国网福建电力开发了福建电网大型水库短期径流预报调度系统。“利用该系统的短期径流预报和大型水库洪水调度功能,我们能为水库群的跨流域优化调度提供技术支持。当气象部门预报有大到暴雨时,我们可以预先适当腾库,在监测到明显降雨后安排发电机组加大发电出力。”福建电力调度控制中心水电及新能源处周朝晖解释,洪峰到来前腾库迎汛,洪峰过后拦蓄洪水,能最大限度利用水资源。


国网福建电力开发了福建电网大型水库短期径流预报调度系统和水电与新能源时空互补运营平台


国网福建电力还建设了水电与新能源时空互补运营平台,构建跨流域清洁供能“调节池”,全覆盖接入全省50884座分布式光伏电站、5273座小水电站的运行数据,实现了小电源可观可测,提升清洁能源发电功率的预测精准度,实现清洁能源连续多年保持全额消纳。


光伏发电,屋顶“生金”。国网福建电力健全省地配微协同、源网荷储一体的调控机制,强化集中式光伏、负控用户统一调控管理,引导用户用光伏、充电桩、低压负荷聚合参与互动调节,全面升级配网高能级自愈体系,提升分布式电源可观可测可调可控能力,实现分布式电源1分钟采集率100%、分布式电源涉网业务线上管控率100%,增强配电网高效承载能力与协同互动能力。


有力保障清洁能源高水平消纳


同时,国网福建电力依托新能源云平台,累计接入4333家企业共5126个新能源、常规电源项目的数据信息,为188座已投运集中式风电和光伏厂站提供场站监测数据接入服务,为164个集中式、2216个分布式项目提供一站式补贴申报服务,有力保障清洁能源高水平消纳,确保清洁电力“发得出、用得上”。



 03 

微配网融合发展

新能源消纳更灵活


随着越来越多的风、光等新能源接入电网,发电出力无法控制。如何解决新能源的间歇性、随机性和波动性,成为平衡电力系统的最大挑战。在这一过程中,微电网建设成为提高电网灵活性的有效手段。


近年来,国网福建电力围绕新能源友好并网、分层分群调控、大电网与微电网融合发展,结合地区发展特色和实际需求,因地制宜布局一批微电网示范项目,深化柔性直流、交直流混联、能量优化配置、配微协同运行控制、精准预测等技术应用,打造城镇、海岛、园区、乡村、校园等多类型微电网(群)示范形态。


9月12日14时,福建省南安市翔云镇阳光明媚,建筑屋顶上一块块的光伏发电板将太阳能转化成电能。同一时刻,国网泉州供电公司电力调度控制中心的大屏幕上显示,位于翔云镇的福建省首个台区组共享储能型微电网的光伏发电出力达到当天的出力峰值1120千瓦,电力传输功率为95.3%,光伏发电就地完成消纳。


南安市翔云镇台区组共享储能型微电网


台区组共享储能型微电网是国网福建电力探索新型电力系统建设的示范工程之一。翔云镇是典型的高比例分布式光伏电源接入乡镇,全镇超过三分之二的公用变压器台区接入了分布式光伏电源。分布式光伏发电并网容量持续增长,对电网安全稳定运行的影响有所增加。


针对这一问题,国网福建电力在翔云镇翔云村、金安村试点建设台区组共享储能型微电网,为翔云台区5号、6号配电变压器和金安台区2号、4号配电变压器配置了一套储能供电系统和电池管理系统装置。同时,该公司应用交直流转换技术,将变压器的交流电转换成直流电进行存储;应用柔性直流输电技术和智能融合终端,实现两个台区柔直互联、灵活互济。


通过台区组共享储能型微电网,白天光伏发电的富余电量会自动存储至储能系统或跨台区消纳;晚上用电负荷增加时,储能系统自动释放电能,辅助调节供需平衡,起到削峰填谷的作用。


台区组共享储能型微电网运行以来,试点区域的分布式光伏发电实现100%就地消纳,配电台区通过配置储能实现弹性增容14.3%。台区组共享储能型微电网解决了山区乡村的分布式光伏发电就地消纳难问题,为分布式光伏发电高效、灵活消纳提供了样板。


据了解,在福建省,像翔云镇一样高比例接入分布式光伏电源的乡镇还有很多,涉及的乡村配电台区有3000多个。目前,国网福建电力已在高比例接入分布式光伏电源的乡镇推广台区组共享型储能微电网建设模式,实现不同场景下分布式光伏发电高效友好消纳、台区电能质量和供电能力提升。


试点建设了馈线组柔直互联微电网和台区组交直流混合微电网


除了建设台区组共享储能型微电网,近年来,国网福建电力还融合应用边缘计算、柔直互联、物联感知、云边协同等先进技术,分别在南安市水头镇和石狮市永宁镇沙堤村等村镇试点建设了馈线组柔直互联微电网和台区组交直流混合微电网,实现微电网自管理、自平衡、自调节,提升能源利用效率,助力清洁能源消纳。


在厦门鼓浪屿,“光储直柔”低碳建筑在海岛东侧的大德记直流智慧生活体验馆启用,实现了用电的自我调节和自主优化。


宁德三都澳海上渔排风光储微电网示范项目


在宁德三都澳,海上渔排风光储微电网示范项目能为海上渔排不间断供电,促进清洁能源在海上应用。


为美好生活充电,为美丽福建赋能。国网福建电力将主动融入国家重大战略,加快推动东南清洁能源大枢纽建设,全力支撑新能源大规模开发消纳,把福建的清洁能源资源优势转化为产业优势,在更大范围内实现优化配置,加强对周边负荷中心区域电力支撑,助力实现“双碳”目标,为加快构建优势互补、高质量发展的区域经济格局作出电网的积极贡献。

END
《光韵》
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