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在浙江,窺見“未來電網(wǎng)”
用電量多寡常被用來衡量地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。作為中國經(jīng)濟(jì)最具活力的省份之一,浙江是名副其實(shí)的“用電大省”。然而在大多數(shù)時間,浙江用電電力的三分之一需要依靠外省輸入。
“用電大省”并非“發(fā)電大省”,凸顯出浙江用電的矛盾,從傳統(tǒng)能源到新能源時代皆是如此?!捌呱揭凰畠煞痔铩钡恼憬⒉痪邆浯笠?guī)模發(fā)展集中式風(fēng)光電站的自然稟賦。
不過,在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動下,浙江依然有著雄心勃勃的新能源計劃,正在實(shí)施“風(fēng)光倍增”工程,計劃到2025年全省光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到2750萬千瓦左右,分布式光伏裝機(jī)比重超過50%。
不同于集中式光伏電站,分布式光伏位于用戶側(cè),可能就在一家工廠的屋頂之上,傳統(tǒng)意義上用電側(cè)與發(fā)電側(cè)的界限變得模糊。分布式電源正是新能源的發(fā)展趨勢,但是這也會給電網(wǎng)帶來挑戰(zhàn)。
“很多普通人沒有感受到電力系統(tǒng)面臨的困境,認(rèn)為家中可以點(diǎn)亮電燈、使用電器,就不存在問題。其實(shí)電力系統(tǒng)近年正經(jīng)歷非常痛苦的轉(zhuǎn)型過程,夏、冬兩季迎峰度夏、迎峰度冬壓力巨大。”有浙江電網(wǎng)人士這樣感慨,浙江電網(wǎng)正面臨外來電占比較高與新能源大規(guī)模并網(wǎng)的雙重挑戰(zhàn),電網(wǎng)需要被“重塑”。
如何迎接新能源,這不僅是浙江電網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn),也是中央在2021年提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)要解決的問題。2021年年中,國家電網(wǎng)公司發(fā)布《構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動方案(2021-2030年)》,選取三省三區(qū)“推進(jìn)新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設(shè)”,“三省”便包括浙江、青海、福建。
相比于傳統(tǒng)清潔能源大省青海,和核電、風(fēng)電大省福建,“用電大省”浙江該如何發(fā)掘分散的新能源潛力,并且在外來電與新能源雙重不確定性之下保證電網(wǎng)的平穩(wěn)運(yùn)行?浙江電網(wǎng)希望能夠給出問題的答案。
分布式光伏“星火燎原”
2022年9月中旬,國網(wǎng)寧波市北侖區(qū)供電公司黨委書記高頌九對即將過境的臺風(fēng)有些擔(dān)憂。9月14日晚,2022年第12號臺風(fēng)“梅花”在浙江登陸,它是近50年以來影響寧波北侖最為強(qiáng)勁的臺風(fēng)之一。
讓高頌九擔(dān)心的是北侖區(qū)眾多屋頂光伏能否安然度過極端天氣,幸好最終它們都經(jīng)受住了臺風(fēng)的考驗(yàn)。
近兩年,屋頂光伏在北侖區(qū)迅速擴(kuò)張。譚智是浙電(寧波北侖)智慧能源服務(wù)有限公司的負(fù)責(zé)人,這家國有合資企業(yè)主營業(yè)務(wù)包括清潔能源、智慧用能等。他表示,2021年以來,分布式光伏裝機(jī)明顯提速,“北侖區(qū)年度新增目標(biāo)在65兆瓦左右。截至10月初,2022年的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成”。
“業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為適于發(fā)展分布式光伏的‘優(yōu)質(zhì)屋頂’具備幾個條件:一是屋頂產(chǎn)權(quán)清晰,二是水泥屋頂優(yōu)于彩鋼瓦屋頂,三是屋頂不被遮擋,此外還要考慮企業(yè)有足夠的消納能力。”譚智坦言,其實(shí)2022年北侖區(qū)剩下的“優(yōu)質(zhì)屋頂”已是鳳毛麟角。
位于北侖區(qū)的眾多工業(yè)企業(yè)是安裝分布式光伏最為積極的用戶。北侖區(qū)共有15個工業(yè)社區(qū),靈峰工業(yè)社區(qū)是其中之一,78家企業(yè)中已有29家安裝了屋頂光伏,總裝機(jī)量34兆瓦?!吧鐓^(qū)已經(jīng)對企業(yè)情況進(jìn)行摸排,屋頂適合安裝光伏的企業(yè)基本均已安裝,如今峰谷電價差較大,投資六七年就可以回本?!膘`峰工業(yè)社區(qū)黨群服務(wù)中心負(fù)責(zé)人表示。
旭升汽車技術(shù)股份有限公司位于靈峰工業(yè)社區(qū),旗下9座工廠中已有4座工廠建成投產(chǎn)分布式光伏,還有1座工廠正在安裝。目前光伏發(fā)電量占企業(yè)用電總量約5%,未來兩年可能達(dá)到10%左右。達(dá)成這一目標(biāo),意味在光照充足時段,企業(yè)用電量一半來自光伏。高頌九告訴記者,這其實(shí)也是靈峰工業(yè)社區(qū)的目標(biāo),即用電高峰時段,用電量一半來自企業(yè)分布式光伏,一半來自大電網(wǎng)。靈峰工業(yè)社區(qū)一年的用電量為5億千瓦時,其中包括不少“用能大戶”,社區(qū)建設(shè)園區(qū)級新型電力系統(tǒng)的主攻方向就是綠色轉(zhuǎn)型。
為了滿足歐美市場對于綠電使用的要求,靈峰工業(yè)社區(qū)的工業(yè)企業(yè)對綠電的需求可謂剛性。2020年年底,全國第一筆點(diǎn)對點(diǎn)綠電交易便在北侖區(qū)促成,服飾企業(yè)申洲集團(tuán)為了在歐美市場爭取更多出口配額,自建屋頂光伏仍不能滿足其綠電需求,便向中營風(fēng)能購買1700萬千瓦時風(fēng)電。2021年,浙江綠電交易量3億千瓦時,其中寧波交易5000千瓦時。
工業(yè)企業(yè)密布的北侖區(qū)是浙江的縮影,分布式光伏裝機(jī)正在浙江,特別是其中的工業(yè)園區(qū)迅速增長。浙江正在實(shí)施“風(fēng)光倍增”工程,“十四五”期間,全省新增海上風(fēng)電、光伏裝機(jī)翻一番,增量確保達(dá)到1700萬千瓦。其中新增光伏裝機(jī)1245萬千瓦以上,力爭達(dá)到1500萬千瓦。
“尖山新區(qū)用電有三個特征:一是負(fù)荷密度高,二是新能源滲透率比較高,眾多工廠原本閑置的屋頂都被用來發(fā)展分布式光伏,三是高精尖企業(yè)對電能質(zhì)量要求高。這是未來一些工業(yè)園區(qū)用電的共性特征?!眹W(wǎng)海寧市供電公司黨委書記肖龍海說道。
尖山新區(qū)是嘉興市海寧市下轄的工業(yè)園區(qū),站在園區(qū)制高點(diǎn)可以看到廠房屋頂密布的太陽能電池板,以及位于江邊灘涂的風(fēng)機(jī)。
肖龍海告訴記者,海寧市政府成立了光伏專班,規(guī)劃“十四五”期間將閑置屋頂“應(yīng)裝盡裝”,裝機(jī)量達(dá)到180萬千瓦。“此前有學(xué)者推算,達(dá)成‘雙碳’目標(biāo),中國光伏或其他新能源裝機(jī)量需達(dá)到人均1千瓦。按照戶籍人口計算,海寧市2022年已經(jīng)達(dá)到人均1.11千瓦,尖山新區(qū)更是達(dá)到9.87千瓦,是浙江人均水平的40多倍?!?/p>
目前海寧光伏裝機(jī)量為79萬千瓦,年發(fā)電量約為6.5億千瓦時,約占全市用電量5%~6%,未來的目標(biāo)是達(dá)到三分之一,而尖山新區(qū)已經(jīng)達(dá)到這一目標(biāo)。
光伏裝機(jī)量的迅速提升,顯然與“雙碳”目標(biāo)的提出密不可分。國網(wǎng)浙江電力發(fā)展部副主任孫可表示,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),本質(zhì)是改變?nèi)祟悓茉吹母叨纫蕾?。無論是全球,還是全國,化石能源仍占比85%左右。扭轉(zhuǎn)人類100多年來形成的能源使用習(xí)慣并不容易,路徑和手段便是推動新能源利用。煤炭、石油等傳統(tǒng)能源通過燃燒也可以被利用,而風(fēng)、光必須轉(zhuǎn)化為電能才能被人類利用,電作為媒介的意義不言而喻。
但伴隨風(fēng)光等新能源裝機(jī)量提升,電網(wǎng)正面臨從未有過的挑戰(zhàn)。
新能源+“大受端”,浙江電網(wǎng)挑戰(zhàn)幾何?
浙江電網(wǎng)是典型的“大受端”電網(wǎng),外來電占比達(dá)三分之一,負(fù)荷高峰期外來電力超過3000萬千瓦,低谷時也有1000萬千瓦。
省內(nèi)最大電力來源仍是煤電機(jī)組,統(tǒng)調(diào)煤電機(jī)組加上分散于各地的“小火電”,總裝機(jī)規(guī)模約4800萬千瓦。天然氣機(jī)組、核電、水電的裝機(jī)量分別約為1265萬千瓦、280萬千瓦、600萬千瓦。
除此之外便是以光伏為主的新能源,天氣狀況良好時,光伏每日出力可以達(dá)到1100萬~1200萬千瓦。風(fēng)電更加不穩(wěn)定,每日出力在四五十萬千瓦到兩三百萬千瓦之間波動。
相比于傳統(tǒng)的火電、核電、水電機(jī)組,風(fēng)光等新能源更加“不可控”?!皩τ陔娏ο到y(tǒng)這樣的復(fù)雜系統(tǒng),只有‘可控’才能較好管理其經(jīng)濟(jì)性、安全性,而且電力系統(tǒng)還需要實(shí)時平衡,即‘發(fā)多少用多少’。新能源電源帶來的最大挑戰(zhàn)便是‘靠天吃飯’。”孫可說。
對于“靠天吃飯”的新能源出力預(yù)判至關(guān)重要。浙江電網(wǎng)調(diào)度員樓賢嗣告訴記者,以光伏為例,每一天,都會對光伏曲線進(jìn)行預(yù)測,再以此確定火電機(jī)組的開機(jī)方式。浙江原則上光電、風(fēng)電發(fā)出多少,便上網(wǎng)多少,不會棄光、棄風(fēng)。
因此火電機(jī)組是否開機(jī)、開機(jī)時段、負(fù)荷率等都要根據(jù)對新能源出力的預(yù)測確定,煤電機(jī)組開機(jī)后的負(fù)荷率會在40%至100%間調(diào)整。一旦光伏實(shí)際出力與預(yù)測偏差較大,就需要火電機(jī)組緊急補(bǔ)位,否則只能購買外來電,但是如果遇到類似今夏的極端情況,購電也會比較困難。
但對于光伏出力的預(yù)測并不容易。國網(wǎng)浙江電力調(diào)度控制中心自動化處處長錢建國表示,一朵云是否出現(xiàn),在什么時間出現(xiàn),都會影響光伏出力?!叭绻欢湓圃诠夥隽€在爬坡階段的八九點(diǎn)出現(xiàn),影響有限。但是如果在中午這樣的出力高峰時段出現(xiàn),則影響較大。每日光伏出力的峰值可以達(dá)到1300萬千瓦,但是如果趕上下雨天,又可以低至一兩百萬千瓦。”
在以光伏為代表的新能源出力峰谷差異如此之大的情況下,電網(wǎng)正面臨雙重考驗(yàn),一方面是如何在不棄光不棄風(fēng)的情況下解決消納問題;另一方面是風(fēng)光機(jī)組無法做到按需發(fā)電,如何在無風(fēng)無光時保證用戶用電需求。
在特定時段,浙江新能源消納已經(jīng)面臨一定壓力。比如春節(jié)前后,負(fù)荷較小,遇到光伏出力較多的時段,可能需要將煤電機(jī)組降至技術(shù)出力下限之下,甚至被迫停機(jī),但是煤電機(jī)組在出力下限之下的可調(diào)空間十分有限。而在同一天夜間,伴隨光伏出力減少,煤電機(jī)組的負(fù)荷率又需要提升至90%以上。
“北侖區(qū)既是能源消耗大戶,也是發(fā)電大戶。因?yàn)榕徃劭?,煤炭運(yùn)輸便利,北侖電廠一度是全國最大火力發(fā)電廠。但隨著更多分布式光伏并網(wǎng),如何平衡傳統(tǒng)發(fā)電方式與新能源利用之間的關(guān)系,這對電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的提升帶來更大考驗(yàn)?!备唔灳鸥嬖V記者。
即使在夏季,光伏每日發(fā)電的時長也不足8小時,而其中真正高效的時長約為4小時。每天16點(diǎn)之后光伏出力會明顯下降,但是傍晚居民用電負(fù)荷又會上升,由此帶來的負(fù)荷缺口如何迅速填補(bǔ)?錢建國認(rèn)為,面對新能源“靠天吃飯”帶給電源側(cè)的不確定性,“當(dāng)下仍需火電機(jī)組‘保底’,目前,浙江正在對火電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造。”
除去新能源電源帶來的不確定性,浙江作為“大受端”電網(wǎng),外來電可調(diào)節(jié)幅度較小,遇到2022年夏季這樣的極端天氣時不確定性較大。顯然,2000公里外的四川水電,難以完全配合浙江需求供給。
“傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中唯一不可控的因素是負(fù)荷,不可能提前獲知用戶用電時間、用電量。如今發(fā)電側(cè)也變得越來越不可控。而當(dāng)不可控的新能源電源越來越多,電力系統(tǒng)需要適應(yīng)這樣的不確定性,完成整個系統(tǒng)的平衡?!睂O可認(rèn)為,這正是新型電力系統(tǒng)要解決的最為關(guān)鍵的問題。
火電機(jī)組的靈活性改造,是在增加源、網(wǎng)、荷、儲四側(cè)中電源側(cè)的可調(diào)節(jié)能力。增強(qiáng)四側(cè)的可調(diào)節(jié)性,這是2020年國網(wǎng)浙江電力提出建設(shè)“多元融合高彈性電網(wǎng)”的目標(biāo),這也是建設(shè)新型電力系統(tǒng)的目標(biāo)之一。如今更強(qiáng)調(diào)“數(shù)字化牽引”的作用,其中就包括通過數(shù)字化手段對“不可控”的負(fù)荷進(jìn)行需求側(cè)管理。
重新認(rèn)識“電網(wǎng)數(shù)字化”
2022年“十一”假期前后,浙江迎來幾日涼爽的天氣。但是錢建國告訴記者,電力供需依舊緊張?!?022年夏季面臨極端高溫,浙江單日最高負(fù)荷曾達(dá)到1.1億千瓦,9月末單日最高負(fù)荷雖然降至7000余萬千瓦左右,但是夏季火電機(jī)組長時間在45℃高溫的環(huán)境下接近滿負(fù)荷運(yùn)行,需要檢修,為迎峰度冬做準(zhǔn)備,因此供電能力有階段性下降?!?/p>
極端高溫天氣,疊加四川因旱情外送水電減少,2022年夏季浙江用電“調(diào)峰”壓力顯而易見。
杭州市蕭山區(qū)是工業(yè)重鎮(zhèn),高能耗企業(yè)占比較高,可被視為“負(fù)荷大省”浙江的縮影。2022年夏季有序用電形勢最嚴(yán)峻時,單日瞬時最高壓降負(fù)荷達(dá)到119萬千瓦,占據(jù)杭州整體壓降額度的一半,但日常蕭山負(fù)荷僅占比杭州21%?!霸诮裣?9天有序用電時段,有3天曾進(jìn)行如此幅度的降負(fù)荷,需要全區(qū)4700余家企業(yè)參與。”國網(wǎng)杭州市蕭山區(qū)供電公司執(zhí)行董事、黨委書記徐巍峰說道。
有序用電時段,企業(yè)會被分為ABCD四類,效益較好的A類企業(yè)用電需求需要保證。反之,D類企業(yè)屬于高耗能企業(yè),需要更大幅度地降低用電需求。
國網(wǎng)浙江電力相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,調(diào)峰時,電網(wǎng)更多關(guān)注工業(yè)企業(yè)的可調(diào)節(jié)負(fù)荷,比如1000家工廠在特定時段均降低一定負(fù)荷,就能極大緩解電網(wǎng)尖峰時刻的壓力。壓降負(fù)荷的指標(biāo)一般逐層分解,從省級層面一直分解到縣級。
長久以來,調(diào)峰時壓降工業(yè)企業(yè)負(fù)荷主要靠基層工作人員提前電話或上門溝通,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)向不同企業(yè)分?jǐn)側(cè)蝿?wù)。這位負(fù)責(zé)人解釋說,“比如針對一家化工廠,需要提前一天溝通,‘在明天中午負(fù)荷壓力較大時能否關(guān)停一小時?’待到第二天需要關(guān)停時再確認(rèn)。人工投入很大,溝通成本很高,而且成功率可能只有一半?!?/p>
有地市供電公司人士告訴記者,“我們不能對企業(yè)簡單直接進(jìn)行拉閘限電,向企業(yè)下發(fā)調(diào)峰通知單時也需要‘有理有據(jù)’,企業(yè)會發(fā)出‘為什么別人能用電而我卻不能用’的疑問,這其實(shí)對調(diào)峰方案的精準(zhǔn)度提出了很高的要求?!?/p>
國網(wǎng)浙江電力數(shù)字化工作部副主任陳利躍告訴記者,數(shù)字化手段的使用便是希望通過一個“大腦”實(shí)現(xiàn)“一鍵響應(yīng)”,即按下一個按鈕就可以形成壓降負(fù)荷的最優(yōu)方案。
實(shí)現(xiàn)這樣的構(gòu)想,基于前期對工業(yè)企業(yè)的信息收集,比如掌握某家工廠在下午一點(diǎn)左右并非生產(chǎn)高峰期,通過這樣的篩選可以將溝通的成功率大大提高。
因此電力系統(tǒng)的數(shù)字化,不只是將原先線下的工作轉(zhuǎn)移至線上,還包括對電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)的深度感知、精準(zhǔn)預(yù)測和閉環(huán)控制。“從常規(guī)發(fā)電機(jī)組、新能源電站,到輸電網(wǎng)和配電網(wǎng),再到工業(yè)企業(yè)、充電樁和儲能設(shè)施都需要不斷提升監(jiān)測能力,并結(jié)合預(yù)測結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的動態(tài)優(yōu)化平衡。”陳利躍告訴記者,浙江電網(wǎng)已經(jīng)具備較強(qiáng)的感知能力,通過最小的代價精準(zhǔn)采集更多信息。“未來會在工業(yè)企業(yè)加裝更多采集數(shù)據(jù)的終端,甚至通過與企業(yè)簽訂協(xié)議達(dá)成調(diào)峰時遠(yuǎn)程控制的效果。”
“目前針對工業(yè)企業(yè)的需求側(cè)響應(yīng),已經(jīng)精確到生產(chǎn)車間的不同設(shè)備上。此前我們走訪企業(yè),與企業(yè)溝通生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可以‘秒?!脑O(shè)備,比如電焊、切割等生產(chǎn)環(huán)節(jié)?!毙煳》甯嬖V記者,目前蕭山2500家規(guī)上工業(yè)企業(yè)已經(jīng)接入實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)。
高頌九則告訴記者,會將企業(yè)的用電需求劃分為幾類,其中就包括“可調(diào)負(fù)荷”,即企業(yè)在不影響正常生產(chǎn)的情況下可以壓降的部分負(fù)荷,空調(diào)負(fù)荷便屬于此列,社區(qū)內(nèi)已經(jīng)有70家企業(yè)安裝了空調(diào)負(fù)荷監(jiān)測設(shè)備,容量約為7500千瓦,其中1500千瓦可以作為“蓄水池”參與調(diào)峰。
除了工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用電需求,空調(diào)負(fù)荷是目前浙江需求側(cè)響應(yīng)關(guān)注的另一個重點(diǎn)。
徐巍峰表示,2022年夏天有序用電時段,蕭山區(qū)每日空調(diào)負(fù)荷130萬千瓦,占比30%以上。如果空調(diào)負(fù)荷能夠通過溫度控制、開關(guān)時段調(diào)整參與需求側(cè)響應(yīng),可以在相當(dāng)程度壓縮部分用電需求。比如商場中空調(diào)溫度調(diào)高一度,顧客可能并沒有感受。再比如企業(yè)的空調(diào)可以在用電低谷時段自動開啟,而在用電高峰時段主動調(diào)高溫度、降低負(fù)荷。
“這不僅意味著節(jié)能,對于電網(wǎng)調(diào)節(jié)也至關(guān)重要。”錢建國告訴記者,優(yōu)化空調(diào)負(fù)荷可以在相當(dāng)程度上緩解省內(nèi)尖峰時刻的用電困難。這樣的優(yōu)化需要通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn),比如精準(zhǔn)掌握空調(diào)溫度上調(diào)一度可以壓低的負(fù)荷數(shù)據(jù),摸清“蓄水池”的容量可以更好地調(diào)峰。
“數(shù)字化牽引新型電力系統(tǒng),體現(xiàn)在需求側(cè)管理,可以將其理解為將實(shí)體對象在數(shù)字世界再現(xiàn),利用數(shù)字孿生和人工智能進(jìn)行建模和計算,再反饋到實(shí)體電網(wǎng)?!卞X建國說,數(shù)字化手段可以對現(xiàn)有要素進(jìn)行優(yōu)化組合,“相比于一座抽水蓄能電站可能高達(dá)數(shù)十億元的投入,數(shù)字化手段僅需投入數(shù)千萬元,依然能達(dá)到相同的調(diào)峰效果。”
浙江海寧尖山工業(yè)園安裝分布式光伏等新能源容量超過37萬千瓦,年發(fā)電量近7億千瓦時
浙江探路讓電網(wǎng)更智慧
利用數(shù)字化手段構(gòu)建需求側(cè)響應(yīng)的能力,在孫可看來,這使得原本不可控的需求變得更加有序,從而使得用戶也更好地參與調(diào)峰?!敖ㄔO(shè)新型電力系統(tǒng)需要在源、網(wǎng)、荷、儲四側(cè)尋找更多可調(diào)節(jié)的能力和資源,而很多都是此前被忽視的能力和資源?!?/p>
國網(wǎng)麗水市供電公司相關(guān)負(fù)責(zé)人舉例說,在麗水,80%的水電站是沒有庫容的徑流電站,但通常其水系上游都有一座或幾座擁有較好庫容調(diào)節(jié)能力的水電站。當(dāng)庫容電站開機(jī)時,下游的徑流電站也能用這座電站發(fā)電下泄的水流進(jìn)行發(fā)電,每一立方米的水的動能在同流域的多個水電站得到了充分的利用。
過去流域調(diào)度無法精確掌握每座電站的發(fā)、送電時點(diǎn),如今通過將一條流域的水電站建模,精準(zhǔn)掌握電站間的來水關(guān)系、發(fā)電時間差和不同機(jī)組的水能轉(zhuǎn)化效率,通過精密的計算讓流域水電群的發(fā)電出力可以在需要的時點(diǎn)以最快的速度或最大的效率達(dá)到電網(wǎng)調(diào)度的目標(biāo),使得其在調(diào)峰時對大電網(wǎng)的支持效率達(dá)到最高。
當(dāng)然,在源、網(wǎng)、荷、儲四側(cè)中,儲能是最為直觀的用于調(diào)節(jié)的資源和能力。從電網(wǎng)的角度來看,更重要的是將用戶側(cè)儲能統(tǒng)籌。
“我們鼓勵用戶側(cè)投建儲能,目前谷電價格每度只有兩毛錢,而高峰時電價每度可達(dá)七八毛錢,峰谷電價差足以確保儲能收益。只要儲能‘谷充峰放’,就是在幫助大電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。”肖龍海說,同時,企業(yè)配套分布式光伏自建的儲能也要為電網(wǎng)調(diào)節(jié)所用,電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行時儲能可以自主運(yùn)行。一旦面臨電力供應(yīng)缺口,儲能運(yùn)行不能各行其是,而是需要服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)節(jié)。
用戶側(cè)的儲能設(shè)施也能服務(wù)于電網(wǎng)調(diào)節(jié),這預(yù)示著在新型電力系統(tǒng)中發(fā)電與用電的界限更加模糊。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中,發(fā)電、用電界限清晰,但是如今兩者的邊界越來越模糊,原本屬于用電的負(fù)荷側(cè)可能因?yàn)榧友b了分布式光伏同時成為電源側(cè),源網(wǎng)荷儲一體化的趨勢愈發(fā)明顯。在浙江“十四五”期間打造的100個新型電力系統(tǒng)試點(diǎn)項目中,“源網(wǎng)荷儲一體化”項目達(dá)到65個。
其實(shí)在負(fù)荷側(cè),可以挖掘的資源還有很多。肖龍海向記者舉例說,比如充電樁,原本屬于負(fù)荷側(cè),但目前正在推動V2G模式,即新能源車可以通過充電樁向電網(wǎng)返送電力?!鞍硐掳嗪螅话銜写罅啃履茉窜囂幱诔潆姞顟B(tài),此時恰是一天中負(fù)荷的又一個高峰。此時如果電網(wǎng)面臨供應(yīng)缺口,充電樁可以從充電狀態(tài)轉(zhuǎn)為放電狀態(tài),新能源車相當(dāng)于移動的儲能裝置,可以通過價格機(jī)制引導(dǎo)其在此時放電,賺取差價。”
伴隨源網(wǎng)荷儲一體化,被改變的還有配電網(wǎng)的角色。相比于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中集中發(fā)電,再由不同層級電網(wǎng)輸送的模式,分布式新能源就地、就近消納是未來的趨勢。
“目前麗水白天通常是受端電網(wǎng),午間水光大發(fā)時段或汛期晚間負(fù)荷低谷時則有外送能力。未來希望本地新能源能更多在本地消納,否則區(qū)域電網(wǎng)一天內(nèi)可能既需要從省網(wǎng)買入大量電能,在負(fù)荷低谷時段又要大幅倒送電能,一進(jìn)一出會產(chǎn)生相當(dāng)大的電能損失。”國網(wǎng)麗水供電公司負(fù)責(zé)人告訴記者。
“未來配電網(wǎng)將逐漸成為一個‘自治’單元,正常情況下自主運(yùn)行,遇到無法解決的問題再向大電網(wǎng)尋求幫助。比如配電網(wǎng)中光伏出力不足,面臨電力供應(yīng)缺口,就需要大電網(wǎng)送電。反之,如果大電網(wǎng)需要調(diào)峰,配電網(wǎng)也可以充分挖掘自身資源協(xié)助大電網(wǎng)?!毙埡1硎?,未來配電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的關(guān)系應(yīng)該是“自己的問題自己解決,盡量不給大電網(wǎng)惹麻煩”。
“不同規(guī)模新能源電站接入的電壓等級不同,如果較小,就接入配電網(wǎng),如果較大,就接入主電網(wǎng)。對于接入主電網(wǎng)的新能源電站,更像將一塊石頭扔進(jìn)大海,不會產(chǎn)生影響。但對于接入配電網(wǎng)的新能源電站來講,就像將一塊石頭扔進(jìn)水盆,必然激起更大的波瀾,面臨較大的消納壓力。因此一些配電網(wǎng)的管理方式要因此轉(zhuǎn)變?!睂O可解釋說。
而一家處于配電網(wǎng)末端的工廠也可以自己組成“微電網(wǎng)”?!叭绻硞€區(qū)域分布式光伏裝機(jī)量較大,公用電網(wǎng)承接有困難,加之用戶用電量較大、對價格較為敏感,就可以組成一個微電網(wǎng),即微型小電網(wǎng)。公用電網(wǎng)與內(nèi)部的分布式光伏共同構(gòu)成它的電源,當(dāng)內(nèi)部電源不足時就從公用電網(wǎng)購電,反之也可以向公用電網(wǎng)售電?!睂O可表示,平衡是電力系統(tǒng)的第一原則,微電網(wǎng)也是如此,需要一套能量管理系統(tǒng)?!按罱ㄎ㈦娋W(wǎng)系統(tǒng)也需要成本,需要經(jīng)濟(jì)適用、技術(shù)可行,未來公用電網(wǎng)不可能‘包打天下’,可能難以滿足一些差異化需求,用戶可以算賬,是從公用電網(wǎng)購電更劃算,還是搭建一套微電網(wǎng)的系統(tǒng)更劃算?!?/p>
微電網(wǎng)可以由一家工廠,一個工業(yè)園區(qū),或是一座商業(yè)綜合體組成。比如一家企業(yè)對電能需求較高,且占比成本較高,建設(shè)微電網(wǎng)便更有動力。
孫可告訴記者,目前浙江已經(jīng)出現(xiàn)微電網(wǎng),但是數(shù)量不多,未來要做好微電網(wǎng)和公共電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行的準(zhǔn)備。
在蕭山區(qū),“千瓦可控的園區(qū)”和“度電可調(diào)的社區(qū)”兩大場景正在建設(shè)中,其中在橋南區(qū)塊,供電公司正在建設(shè)全域能量管控平臺,將數(shù)個微電網(wǎng)連接起來成為微電網(wǎng)群,加裝一套控制平臺。一方面未來可以在微電網(wǎng)群中探索分布式發(fā)電交易模式,另一方面匯聚微電網(wǎng)群中的源網(wǎng)荷儲資源,更好地參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)。一旦大電網(wǎng)有所需求,不需要控制微電網(wǎng)群中的每個電源、負(fù)荷,而是向微電網(wǎng)群發(fā)出一個指令,至于其內(nèi)部如何調(diào)節(jié)則屬于“自治”范疇。
源、網(wǎng)、荷、儲一體化,在孫可看來,網(wǎng)的作用最為重要?!半娏ο到y(tǒng)可能是世界上最大的人工系統(tǒng),不像生態(tài)系統(tǒng)那樣可以自主調(diào)節(jié)。電力系統(tǒng)依靠‘大腦’與‘神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)’調(diào)節(jié),電網(wǎng)扮演的就是‘大腦’‘神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)’的角色,原來是用‘可控’的電源滿足‘不可控’的負(fù)荷,現(xiàn)在需要調(diào)節(jié)供需,使其更好平衡,這無疑需要電網(wǎng)更加智慧?!?/p>
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