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“新能源+储能”逐渐成为“标配”

时间:2022-05-23 01:57  作者:admin  来源:未知   查看:  
内容摘要:我们这儿被称为土陶村,我是维吾尔族土陶技艺的第七代传人。在新疆喀什地区英吉沙县芒辛镇恰克日库依村,60多岁的非物质文化遗产传承人阿卜杜热合曼一边娴熟地操作着由电驱动的制陶机器,一边向围成一圈的记者介绍道。自2019年以来,国家电网新疆电力有限公

  “我们这儿被称为‘土陶村’,我是维吾尔族土陶技艺的第七代传人。”在新疆喀什地区英吉沙县芒辛镇恰克日库依村,60多岁的“非物质文化遗产”传承人阿卜杜热合曼一边娴熟地操作着由电驱动的制陶机器,一边向围成一圈的记者介绍道。自2019年以来,国家电网新疆电力有限公司(简称“新疆电力”)推进南疆“煤改电”一期工程,保障了南疆三地州89.2万户居民“煤改电”顺利实施,伐薪或烧煤制陶在“土陶村”早已成为“过去式”。如今,从民生用能到生产用能,南疆终端电气化水平大幅提升,全社会节能提效深入推动。

  新疆是我国西北重要安全屏障、对外开放的重要门户,战略地位极其特殊,尤其是南疆。“新疆一盘棋,南疆是‘棋眼’”。南疆既是国家“三区三州”深度贫困地区之一,又是国家固边维稳关键区。受南疆资源禀赋、基础产业、交通运输等因素限制,南疆经济社会发展缺乏动力。但南疆具有丰富的风能、太阳能资源,具备大规模开发的条件。依托南疆丰富的新能源资源,借助国家战略、援疆政策支持,推动南疆新能源及上下游产业发展成为促进南疆经济社会发展重要举措之一。

  2020年9月,我国正式提出“双碳”目标。随后,国家电网公司推出“双碳”行动方案、构建新型电力系统行动方案,并选取南疆作为三个新型电力系统建设地区级示范区之一。国网新疆电力董事长谢永胜日前在接受记者采访时表示,将紧抓国家电网公司将南疆列为新型电力系统示范区的重大机遇,成立领导小组,及时开展研究,围绕柔性直流输电、多元新型储能、CCS等重大关键技术问题,积极与电规总院、中国电科院、华北电力大学、西安交通大学等科研单位和高校院所交流研讨,认真开展南疆新型电力系统示范区规划研究,努力当好国家电网公司“试验田”,为服务“双碳”目标提出新疆解决方案。

  浙江、福建、青海和河北张家口、新疆南疆、西藏藏中被列入国家电网首批打造新型电力系统省级、地区级示范区,争当能源清洁低碳转型的引领者、推动者、先行者。与其他省、地区相比,南疆特别之处在哪,何以被列入首批示范?

  新疆电力经研院副院长买买提艾力·吾甫尔表示,南疆的重要性在于战略区位、在于能源储备、在于乡村振兴、在于社会稳定。

  首先,新疆作为国家重要的能源基地,能源储量大、开发条件好、互补优势强,特别是新能源发展潜力巨大,在构建以新能源为主体的新型电力系统中具有得天独厚的优势。新疆未利用土地面积广袤,地势平坦,为新能源大规模开发提供了良好条件。随着新技术不断发展,各类新型储能技术在新疆应用前景广阔。南疆有疆电外送的地域优势,从河西走廊出发,外送通道廊道资源有限,但南疆可以从若羌作为送端起点,开辟一条新的廊道路径用于疆电外送。所有这些都将为南疆建设新型电力系统先行示范区提供有力支撑。

  其次,2010年、2014年党中央连续出台文件,明确将新疆定位为“三基地一通道”,新疆成为保障国家能源安全的重要基地。构建新型电力系统将进一步激活新疆能源资源禀赋优势,更好地发挥“三基地一通道”战略作用,一方面可以提升能源资源大范围优化配置能力,降低我国油气对外依存度,对保障国家能源供应安全具有重要意义;另一方面可以充分发挥新疆能源资源优势,依托跨区资源优化平台,满足中东部用能需求,也为推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系贡献新疆力量。

  再次,推动构建新型电力系统将刺激南疆经济迅速发展,对当地特别是少数民族聚居区稳定繁荣发展提供全新动能。南疆的稳定和发展,不仅关系着新疆的稳定和发展,也会影响全国的稳定和发展。通过发挥构建新型电力系统示范区的辐射作用,将南疆的资源优势切切实实地转化为经济优势,拉动当地经济发展,帮助当地人民安居乐业,南疆才能成为“西部大开发”“丝绸之路”的排头兵、桥头堡。除此之外,以光伏资源为主的南疆有望率先试点“新能源+现代农业”“新能源+沙漠治理”、生态旅游综合示范工程、新能源热电联产等全新业态,既能促进民生经济,又能改善生态环境。

  最后,南疆若成功构建新型电力系统,极具典型示范效应。由于构建新型电力系统意味着要以新能源为主体,这个目标实际上对于南疆极具挑战性。南疆缺乏具有深度调峰能力的煤电、抽水蓄能电站等常规调节资源。因此南疆必须建立起一张智能、坚强的大电网作为支撑。同时,多元新型储能组合应用、“新能源+储能+调相机”、柔性直流组网等试验示范项目也有望在南疆得到“大展拳脚”的机会,加快南疆源网荷储柔性调度也已列入新疆电力示范工程规划中。

  “南疆可以作为先行示范,是因为新疆本身的资源禀赋、负荷分布与全国有相似之处,北疆就像我国西北五省,是一个能源富集地区,南疆未来以光伏为主、以新能源为主,南北疆差异巨大,南疆新能源大发时可往北疆送电、新能源出力不足时需要北疆的支援,北疆和南疆之间的关系与陕西、甘肃和华中、华北之间的关系相仿。”新疆电力发展策划部主任张锋如是说。换言之,未来的南疆新型电力系统将充分利用电化学储能和抽水蓄能的调节能力,实现新能源最大化开发,通过柔性直流技术,在保障南疆电力供应的同时,实现新能源大规模外送,这对中东部和西北地区打造新型电力系统皆具有典型示范效应。

  新疆地域辽阔、地区间资源禀赋差异巨大。一是南疆资源禀赋决定了其未来的电力系统主要以光伏为主,而光伏“晚峰无光”成为其发展的主要制约因素。二是南疆冬季负荷增长迅猛,冬季光资源量达到全年最低水平,加之冬季枯水期以及水电受春灌约束,冬季晚间电力供应保障难度极大。三是南疆地处沙漠腹地,4~8月沙尘暴频发,沙尘暴年均日数13~35天,极端天气下电力应急保障面临严峻挑战,此外南疆春秋季浮尘、扬沙天数较多,对光伏发电效率影响较大。

  相关技术难题亟需攻克。在新型电力系统建设进程中,既要针对新疆原有电网结构、系统运行管理模式等方面进行补强提升,又要针对电力系统“双高”“双峰”特点,加快CCS、新型储能、可调负荷、柔性直流、大电网运行控制等新型电力系统关键支撑技术和安全稳定运行控制技术的研发。但目前,很多技术仍属“无人问津”的领域,没有现成经验可借鉴,需要摸着石头过河。

  尽管前行的道路上困难重重,但做优做大做强南疆电网、电力援疆的步履铿锵、从未停歇。“十三五”期间,南疆地区电力发展硕果累累,南疆电网迈向全面覆盖、更加坚强、更加智能、更加数字化的全新时代。

  2018年7月,国家电网公司与新疆维吾尔自治区人民政府共同签署《关于南疆电网建设和疆电外送项目合作框架协议》。

  2019年6月,南疆750千伏电网补强工程全部投运,750千伏电网首次延伸到新疆最南端的和田地区,覆盖新疆最南部五地州。同年9月,建成投运准东—皖南±1100千伏特高压直流工程,进一步促进新疆当地资源优势转化为经济优势,助力新疆长治久安和经济社会发展。

  2020年10月,国家电网公司在新疆召开援疆工作座谈会,部署新一轮援疆工作,出台支持新疆高质量发展25条意见。其中,国网新疆电力承诺2021年完成南疆“煤改电”一期工程剩余28.7万户建设任务;替代电量完成40亿千瓦时。

  立足南疆构建新型电力系统示范区,谢永胜认为,首先要有效解决能源转型过程中的能源供应保障问题,其中“新能源+储能+调相机”模式、加强南北电力互济有望成为解决上述问题、实现“先立后破”的两个“立”。

  “新能源+储能+调相机”模式通过改善新能源电力输出特性、减轻系统调峰压力、增强应急保供能力,完善适应高比例清洁能源的技术标准体系,从而提高疆内新能源消纳能力和疆电外送水平。

  “新能源+储能+调相机”模式在保障新能源消纳中将扮演一个举足轻重的角色。在南疆,除巴音郭楞蒙古自治州有较为丰富的风电资源外,真正富集的新能源资源主要是光伏,光伏最大的特点即出力与负荷时序不匹配。南疆在新能源保供方面面临着极大挑战,一是晚上负荷来临时却面临“无光无电可发”的尴尬境地,二是“极寒无风”“晚间无光”,在冬季枯水期、春季农灌保障等情况下,电源出力无法跟踪响应季节性负荷波动,三是火电规模有限,当出现极端天气或晚间尖峰负荷时,南疆电力保供压力较大。储能正是打破时间、空间不匹配限制的最主要手段,而调相机可在短时间内提供大量短缺的无功补偿,从而确保南疆应急情景下的能源供应。

  纵观南疆地区,电网调节能力挖潜空间包括存量和增量资源两方面。存量资源即火电灵活性改造,新疆共有超6000万千瓦存量火电,灵活性改造潜能庞大,尤其是冬季供暖时火电深度调峰可为新能源腾挪出大量发电空间,但南疆地区火电存量较少。增量资源主要指储能,目前新疆出台政策,要求新能源配备一定比例的储能设施,“新能源+储能”逐渐成为“标配”。抽水蓄能得到政策支持后,在全疆范围内将迎来大发展,根据中长期发展规划,全疆计划推进建设约33座共计3900万千瓦抽蓄电站,其中北疆1100万千瓦、南疆2800万千瓦。此外,随着技术进步突破、政策支持倾斜、市场机制健全与完善,其他新型储能如电化学储能、压缩空气储能乃至光热、氢能、气电都有望成为南疆电网调节资源能力体系的重要组成。

  未来,疆内电力互济的范围、需求量,电网潮流变化的频次、电量,以及疆电外送电量都将增大,加强南北电力互济将成为助力新疆消纳富余电力、保障应急电力供应的主要手段。具体措施包括加快各级电网建设,提升电网供电能力,畅通受阻面,补强网架结构,推广应用柔性直流新型电网技术等。

  “十四五”期间,新疆电力还将在电网发展方面完成4项具体任务:一是加强电网南北互济能力,建成吐鲁番-巴州-库车Ⅱ回750千伏输变电工程,研究开辟南北疆电力互补通道;二是推动吉泉直流核增配套新能源,持续提升在运特高压直流利用效率和新能源电量占比,推进疆电入渝特高压直流、新疆与西北联网通道补强等工程;三是加快推进电网功能、结构、形态向能源互联网转型升级,支撑水火风光互补互济、源网荷储协同互动,深化“大云物移智链”等数字技术与电网融合发展。四是将重点推进环塔里木750千伏大电网工程等疆内电网工程建设,该项目包括位于塔里木盆地北侧、已基本建成的750千伏库车-阿克苏-巴楚-喀什项目,以及未来从喀什经塔里木盆地南部和田、民丰、且末、若羌到库尔勒,从而形成环塔里木大电网,为今后南疆大力发展光伏、风电等新能源铺砖加瓦,消除可能出现的新能源送出受阻、汇集能力不足导致的资源闲置、浪费。

  一直以来,新疆电力坚持顶层设计先行、全盘统筹规划,聚焦南疆能源电力发展需求,立足电力安全可靠供应,开展疆内外电力市场研究,制定南疆喀克和新能源基地、环塔里木南部新能源基地的规划发展方案和实施路径等。《压缩空气储能技术分析及在南疆发展设想》《南疆驻村点户用分布式光伏项目可行性分析》《南疆发展中长期应急备用电源技术经济分析研究》……截至目前,新疆电力已完成数十项与南疆新型电力系统相关的研究分析报告。

  构建新型电力系统是一项长期性、系统性工程,新疆电力将坚决落实国家电网公司《构建以新能源为主体的新型电力系统行动方案》,提高站位、找准定位,充分发挥好电网“指挥棒、领头羊”的作用,高位推进,建立起能源转换、存储、传输、消费“全环节”、全产业链上下游协作、互利共赢的良好生态氛围,形成合力、全力以赴,在推进南疆新型电力系统示范区建设中形成具有典型示范效应的“南疆样板”和“新疆经验”。

  本文刊载于《中国电力企业管理》2021年09期,作者邓卓昆系本刊记者,李易峰系本刊特约撰稿人

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