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能源互联网下的多元融合高弹性电网中 源网荷储高效互动将成为现实场景

北极星储能网  来源:国家电网报  作者:张正华 杨佳慧  2020/9/8 9:21:42  我要投稿  

北极星储能网讯:核心提示 年初以来,国网浙江省电力有限公司贯彻落实国家电网有限公司战略目标,创新提出将构建能源互联网形态下的多元融合高弹性电网作为主阵地,让传统电网朝“源网荷储柔性互动”方向升级,推动电力互联网向能源互联网转型。多元融合高弹性电网在浙江的探索实践正逐渐明晰路径、向前铺开。

8月25日,国网浙江省电力有限公司完善了能源互联网形态下多元融合高弹性电网建设实施方案,优化了指标体系,进一步推进能源互联网形态下的多元融合高弹性电网建设。

9月1日,在湖州市小浦南方水泥厂区,湖州供电公司完成对该企业的最终踏勘,并将编制完成的秒级可中断负荷接入企业工程技术方案交给施工方。秒级可中断负荷用户接入工程是能源互联网形态下多元融合高弹性电网建设的要素之一。相比传统的电网“一刀切”式负荷控制手段,该工程可精细化管理用电负荷,实现电源、电网、用户三者友好互动。

国网浙江电力于今年年初提出建设能源互联网形态下的多元融合高弹性电网,半年来,多元融合高弹性电网在理论体系上已渐趋成熟,条理日渐清晰,相关试点实践已在今夏电力保障中初显成效。

多元融合高弹性电网符合能源清洁低碳发展需求

近年来,浙江经济社会快速发展,电力需求持续增长。8月25日,浙江全社会最高用电负荷达到9268万千瓦,年内第7次创下历史新高,比去年最高值增长8.82%。据预计,2021年浙江全社会最高用电负荷或将突破一亿千瓦。2018年、2019年两次一般工商业降电价及2020年阶段性降价,预计能累计为浙江省企业节省电费支出近300亿元,在有效支持经济社会发展的同时,进一步加重了国网浙江电力的经营压力。多年最高用电负荷增长,叠加电量增速和电价“双降”因素,依靠规模扩张来满足用电需求增长的发展模式已经难以为继。

同时,浙江省内拥有13类电源,但需求侧联动手段匮乏,海量资源仍处于沉睡状态。风电、光伏发电等清洁能源机组及外来电力不参与省内调峰,造成系统调节能力下降。在电力体制改革不断深化的进程中,电源侧调节能力不断下降,电网侧安全红线不断箍紧,负荷侧交互机制能力尚未成熟,储能侧可利用设施配置少、难利用、无政策支持,电网面临源荷缺乏互动、安全依赖冗余、平衡能力缩水、提效手段匮乏问题。

与之对应的是,当前我国单位国内生产总值能耗水平依然远高于127克标准油/美元的世界平均水平,能效提升需求迫切。

作为《巴黎协定》承诺的一部分,我国计划到2030年单位国内生产总值碳排放量比2005年下降60%至65%,大力发展清洁低碳能源势在必行。能源发展面对着保障能源安全、推动低碳发展、降低用能成本的难题。

“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出,要树立勤俭节约的消费观,加快形成能源节约型社会。在公司战略目标框架下,国网浙江电力积极探索能源生产和消费革命在省级电网的实施路径,创新提出建设能源互联网形态下的多元融合高弹性电网,加快推动构建清洁低碳、安全高效的能源体系,提高全社会能效水平,助力浙江高水平全面建设小康社会。

根据规划,能源互联网形态下的多元融合高弹性电网是能源互联网的核心载体,是海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的电网,以提高能效水平促清洁低碳发展、以提升电网辅助服务能力促精准高效投资、以唤醒资源促提质增效高质量发展,调动内外资源、优化调节模式,更好适应外来电高比例受入、清洁能源大规模并网、各种能源互联互通互济的发展趋势,大幅提高能源资源广域优化配置能力和社会综合能效水平。

唤醒沉睡资源 丰富电网发展“多元”内涵

近年来,电力行业发展面临深刻变化。在浙江,变电站站址和线路廊道资源日趋紧张,但现有存量廊道资源开发潜能巨大;电源侧和电网侧主动满足日益增长的用电需求,而用户侧参与性不足,储能侧因为缺少政策疏导机制发展受到制约,源网荷储未能高效互动;准入、交易、结算等市场机制有待完善;清洁能源发展隐性成本疏导、社会综合能效评价等缺少政策支持。

国网浙江电力提出建设能源互联网形态下的多元融合高弹性电网,让有利于提升电网安全水平、运行效率以及提升全社会能效水平的技术、市场等元素参与电网建设运行,构建能源生产、输配、消费等多端互通、高效互动的体制机制,推动电力互联网向能源互联网转型。

从电网侧、用户侧协同唤醒海量沉睡资源,是建设能源互联网形态下的多元融合高

弹性电网的重要内容。数据显示,2019年,浙江全省尖峰负荷中最高的5%累计持续时间仅为27小时。为应对短时尖峰负荷进行的电网投资巨大,设备利用率低。“通过市场化手段,让用户主动参与负荷调节,将大大减少低效率电力投资,降低用户用能成本。” 国网浙江电力发展部规划二处副处长张笑弟说。

9月1日一早,嘉兴市民廉海平来到春晓公园公共有序充电站查看自家新能源汽车的充电情况:“智能预约低谷时间充电,费用便宜一半,还能帮助电网减压。”“用户主动改变用能习惯,推动能源由精细开发向精细使用转变,不仅让能源使用效率更高,也倒推能源生产效率提升。”张笑弟说。

技术赋能是能源互联网形态下的多元融合高弹性电网建设的重要实施路径。今年,浙江全省已完成24条220千伏及以上瓶颈线路动态增容改造,提升输送能力240万千瓦。通过动态增容改造,电网企业可以在线实时计算线路断面,在保安全的同时最大限度提高线路输送能力,做到安全和效率兼顾。

唤醒更多沉睡资源,国网浙江电力不断丰富“多元”内涵,从技术、市场、政策、组织、数字等方面赋能高弹性电网发展,初步形成了“四梁八柱”的体系架构。其中,“四梁”指源、网、荷、储四个电力系统核心环节,“八柱”指为“四梁”赋能的八方面业务功能。通过这个架构,该公司调动多方面元素赋能电网,让电网具有高承载、高互动、高自愈、高效能四大核心能力。

为深入推进能源互联网形态下的多元融合高弹性电网建设,国网浙江电力推动理论架构和制度体系建设,构建了涵盖弹性指数、能效指数、能量互联指数三个核心指数、近50项量化指标的高弹性电网发展指标体系。三个核心指数直观呈现高弹性电网发展理念和成效水平:弹性指数衡量电网互动水平、承载水平和自愈水平,能效指数衡量效益释放、效能提升、市场开放和配套机制,能量互联指数衡量资源配置水平、能源互联网演进程度和数字化支撑能力。

多场景应用 源网荷储高效互动未来可期

理论研究持续深化的同时,实践应用也在先行先试。

在杭州市余杭区,当地供电公司搭建了柔性负荷调节系统平台,在负荷高峰期间输入需要削减的负荷值,一秒“邀约”用户响应柔性负荷调节,通过安装在机房的柔性负荷调节装置,实现一万千瓦城市楼宇空调功率短时下调,响应负荷尖峰调峰需求。

通过自由签订“长期固定补贴+实时补贴报价”等多类交易合同,今夏,国网浙江电力挖掘100万千瓦秒级可调节负荷,以用户侧负荷资源多场景规模化响应和精细化落实缓解电网调峰压力,形成“需求弹性、供需协同”的“海绵城市电网”,延缓电网配套设施建设投资速度,减少投资量。

8月19日14时,杭州全社会用电负荷达到1700万千瓦,逼近杭州电网供电极值。同一时间,位于萧山区的电信杭州分公司大数据中心“应约”启用不间断电源关闭主电源,让出了10500千瓦负荷,有效缓解尖峰时段电网压力。利用大数据中心等负荷聚合商的储能装置,探索电网与负荷聚合商之间的市场化运作机制,既能有效缓解夏季用电高峰压力,又能为负荷聚合商带来收益,一举多得。

在海宁尖山,能源需求高峰时段,储能设备由储能转为供能状态,智能楼宇调节柔性负荷……能源互联网规划设计、综合能源服务管理、主动配电网、源网荷储运行控制及商业模式应用等一整套系统化解决方案,打造了源网荷储高效互动的浙江样板。

国网浙江电力坚持目标导向、问题导向和结果导向,因地制宜、先行探索,分阶段、分步骤擘画发展蓝图。根据计划,到今年年底,浙江高弹性电网具备全方位向能源互联网演进基础;到2023年,国网浙江电力唤醒百万千瓦级互动资源,瓶颈设备100%在线动态增容,清洁能源消纳隐性成本和负荷互动成本全疏导,延缓电网投资20%,助力全社会用能成本降低,基本建成多元融合高弹性电网;到2030年,浙江单位GDP能耗达到国际领先水平,冷热电气各种能源互联互动、高效耦合,全面建成多元融合高弹性电网。

未来,全景式即插即用系统的广泛覆盖,将让用户自由开发身边可再生资源,能源转换后 “一插入网”。直流配电网、微电网和大电网之间“柔性投切”,让用电区域既能发挥自身效能优势,又可以得到大电网可靠保障……可以预见,在能源互联网形态下的多元融合高弹性电网中,源网荷储高效互动将成为现实场景。

原标题:国网浙江电力创新推动电力互联网向能源互联网转型升级

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