——看國(guó)家電網(wǎng)如何促進(jìn)清潔能源消納

今年政府工作報(bào)告中明確提出，將鞏固藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%，重點(diǎn)地區(qū)細(xì)顆粒物（PM2.5）濃度繼續(xù)下降。
　　這樣的綠色目標(biāo)，需要更多的綠色工程參與，讓資源富集地的綠色能源順暢流動(dòng)。今年2月28日開工的國(guó)家電網(wǎng)張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程正是這樣的綠色工程。
　　“該工程建成投產(chǎn)后可有效改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境。”北京市副市長(zhǎng)隋振江在開工儀式上就明確表示。該工程是世界首個(gè)柔性直流電網(wǎng)工程，目的就是為了服務(wù)清潔能源利用。該工程計(jì)劃于2020年上半年全部建成投運(yùn)。該綠色工程建成后，將充分利用張家口的大規(guī)模風(fēng)、光互補(bǔ)特性與抽蓄電站的靈活調(diào)節(jié)能力，為京津冀提供穩(wěn)定可靠的清潔電力，也將為2022年北京冬奧會(huì)場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)全部清潔能源用電提供可靠電力。
　　國(guó)家電網(wǎng)公司貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于“積極發(fā)展清潔能源，推動(dòng)形成綠色發(fā)展方式和生活方式”的重要指示，創(chuàng)新提出“再電氣化”概念，逐步建立以清潔能源為主體的安全、經(jīng)濟(jì)、高效、可持續(xù)的新型能源體系，取代以化石能源為主體的高碳、高排放能源體系，讓綠色清潔的能源能夠充分利用特高壓電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)化機(jī)制，越來(lái)越順暢地傳遞到千家萬(wàn)戶。
　　特高壓電網(wǎng)　清潔能源輸送大通道
　　不論是東北供暖期風(fēng)電消納比例提升，還是西北大規(guī)模新能源基地發(fā)電量破千億，都離不開一張具有平衡調(diào)節(jié)能力的特高壓大電網(wǎng)。
　　經(jīng)過(guò)4年努力，12條國(guó)家大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃的特高壓交直流工程全面竣工，將京津冀魯、長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)和北部、西部、西南能源基地相連，形成了一幅自北向南、自西向東的清潔電能輸送藍(lán)圖，使西南水電、西北風(fēng)能太陽(yáng)能資源的集約開發(fā)和大范圍消納成為可能。
　　在國(guó)家大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃12條重點(diǎn)輸電通道中，國(guó)家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)11項(xiàng)輸電工程建設(shè)，其中特高壓工程8項(xiàng)，再加上酒泉—湖南、扎魯特—青州兩項(xiàng)特高壓直流工程，這10項(xiàng)特高壓工程總投資2200億元，途經(jīng)16個(gè)省（區(qū)、市），全面建成投運(yùn)后，將增加?xùn)|中部地區(qū)受電能力8000萬(wàn)千瓦，每年減少燃煤運(yùn)輸1.8萬(wàn)噸，降低PM2.5濃度4%～5%。這些西電東送的特高壓工程，輸送的電能80%都來(lái)自清潔能源，這對(duì)于推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型與綠色發(fā)展、優(yōu)化能源資源配置、保障電力供應(yīng)、防治大氣污染、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等具有顯著的綜合效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。
　　清潔能源大規(guī)模并網(wǎng)的挑戰(zhàn)不僅僅是資源稟賦不均衡帶來(lái)的跨區(qū)域輸送問(wèn)題，還有因?yàn)榍鍧嵞茉幢旧淼牟▌?dòng)性、間歇性以及不具備調(diào)頻、調(diào)壓等主動(dòng)支撐能力的特性，需要更好地源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)發(fā)展和友好互動(dòng)技術(shù)。為了更好地滿足清潔能源高比例接入需要，各國(guó)都在通過(guò)加快研發(fā)各種不同技術(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題。其中，虛擬同步機(jī)就是其中一個(gè)重要方向。
　　位于河北張家口的新能源電站就有一樣能夠駕馭不羈的新能源發(fā)電波動(dòng)的法寶——2套0.5萬(wàn)千瓦電站式虛擬同步機(jī)。這是世界上首個(gè)具備虛擬同步機(jī)功能的示范工程，其自主研發(fā)的虛擬同步機(jī)技術(shù)很好地實(shí)現(xiàn)發(fā)電效益與電網(wǎng)支撐的平衡，提升了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，滿足新一代電力系統(tǒng)所需的智能、可控、靈活等要求，保障了新能源和大電網(wǎng)的友好相處。
　　除了虛擬同步機(jī)技術(shù)，±500千伏柔性直流電網(wǎng)、低碳冬奧智能電網(wǎng)、電動(dòng)汽車智能互動(dòng)充電等科技示范工程，正在孕育、成長(zhǎng)。放眼更廣闊的科技創(chuàng)新領(lǐng)域、更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)，更多科研人員仍在持續(xù)研究和探索。
　　從用煤到用電　北方冬季取暖越來(lái)越清潔
　　青海省瑪多縣位于青藏高原三江源核心區(qū)，年平均氣溫零下4.1攝氏度，供暖期長(zhǎng)達(dá)11個(gè)月，取暖在瑪多成為“剛需”。傳統(tǒng)的燃煤取暖既不環(huán)保也不經(jīng)濟(jì)。在國(guó)家電網(wǎng)公司和青海省委省政府的共同努力下，瑪多縣開始了“煤改電”的清潔取暖之路。
　　實(shí)施清潔取暖示范項(xiàng)目后，牧民得到了巨大的實(shí)惠。在牧民桑杰家里，客廳里咕嘟嘟煮著噴香的奶茶。推開臥室門，一張電熱炕，與藏式古樸的建筑風(fēng)格融為一體。電熱炕的溫度可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，冬天睡覺(jué)時(shí)，蓋上輕薄的被子就可以了。海拔4500米的高原上，寒冷的冬天里暖意融融。
　　除了遠(yuǎn)在西北的青海瑪多縣，深受霧霾困擾的京津冀地區(qū)也早早開始實(shí)施“煤改電”行動(dòng)。2017～2018年采暖季，北京地區(qū)“煤改電”用戶達(dá)到累計(jì)達(dá)104.1萬(wàn)戶，每個(gè)采暖季可減少減少散煤燃燒416.4萬(wàn)噸，相當(dāng)于60節(jié)的火車裝滿1000余列，減排二氧化碳1082.6萬(wàn)噸、二氧化硫9.99萬(wàn)噸、氮氧化物2.91萬(wàn)噸。2017年冬季，北京霧霾天明顯減少，2017年北京市空氣中細(xì)顆粒物月均濃度比上一年下降54%，為近五年來(lái)歷史同期最低。
　　目前，國(guó)家電網(wǎng)公司累計(jì)投資258億元實(shí)施京津冀重點(diǎn)區(qū)域“煤改電”工程，完成2068個(gè)村79.9萬(wàn)戶居民電采暖改造工程，京津冀重點(diǎn)地區(qū)全部實(shí)現(xiàn)無(wú)煤化，全國(guó)地級(jí)以上城市建成區(qū)已經(jīng)全部淘汰燃煤小鍋爐。
　　供暖季需要解決的問(wèn)題不只是燃煤污染。一般來(lái)說(shuō)，每年的11月至次年的4月是三北地區(qū)全年風(fēng)資源最好的季節(jié)，卻也是這些地區(qū)的供暖季。這段時(shí)間內(nèi)，火電裝機(jī)承擔(dān)了大部分的供熱任務(wù)，調(diào)峰能力較非供熱期明顯降低。新能源消納和保障地區(qū)供熱之間矛盾突出。供熱季長(zhǎng)達(dá)7個(gè)月的蒙東地區(qū)，“風(fēng)火”矛盾尤為突出。
　　為了解決這些問(wèn)題，從2013年起，國(guó)網(wǎng)蒙東電力開始探索風(fēng)電供暖這一全新供暖方式，促成赤峰市林西縣和通遼市扎魯特旗兩個(gè)旗縣作為“風(fēng)電供暖試點(diǎn)旗縣”，啟動(dòng)風(fēng)電供暖試點(diǎn)建設(shè)。扎魯特旗風(fēng)電供熱試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)總投資3673萬(wàn)元，包含蒙東協(xié)合教育園區(qū)與河北新區(qū)兩個(gè)風(fēng)電供熱站。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，風(fēng)電供熱項(xiàng)目通過(guò)取締多個(gè)大型燃煤鍋爐，使得大氣環(huán)境有明顯改善。據(jù)國(guó)網(wǎng)蒙東電力提供的數(shù)據(jù)，按每年用電量4739.9萬(wàn)千瓦時(shí)計(jì)算，上述兩個(gè)風(fēng)電站每年可節(jié)約標(biāo)煤8152.6噸，減少煙塵排放量78.3噸，減少二氧化硫排放134.5噸，減少二氧化碳排放20028.6噸。
　　市場(chǎng)化機(jī)制　跨區(qū)跨省大規(guī)模交易清潔電能
　　裝機(jī)20.1萬(wàn)千瓦的中節(jié)能昌西第三風(fēng)電場(chǎng)于2012年建成投運(yùn)，運(yùn)行近五年來(lái)，棄風(fēng)限電一直比較嚴(yán)重。談到風(fēng)電消納，場(chǎng)長(zhǎng)王偉說(shuō)：“短期和超短期時(shí)段的預(yù)測(cè)，咱們已經(jīng)可以做得很精準(zhǔn)了。現(xiàn)在的問(wèn)題是怎么把這些預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的電量及時(shí)送出去。”
　　甘肅省的風(fēng)電發(fā)電裝機(jī)、光伏發(fā)電裝機(jī)分別位居全國(guó)第二和第一，新能源裝機(jī)總量達(dá)2066萬(wàn)千瓦，但最大用電負(fù)荷只有1468萬(wàn)千瓦，所以王偉的問(wèn)題也是其他許多風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(zhǎng)頭疼的事兒。
　　2017年年初，專門針對(duì)棄風(fēng)、棄光電量的富余可再生能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易正式啟動(dòng)，甘肅省內(nèi)227家新能源發(fā)電場(chǎng)站全部獲得入市交易資格。王偉們的難題有了解決方案。
　　“風(fēng)電場(chǎng)的富余電力通過(guò)系統(tǒng)報(bào)送到現(xiàn)貨平臺(tái)，電力公司根據(jù)我們申報(bào)的富余電力，和省外的需求方匹配。我們風(fēng)電場(chǎng)根據(jù)校核成交之后的電量增加發(fā)電，就把這部分富余的電量送出去了。”王偉指著電腦屏幕說(shuō)，他們場(chǎng)的發(fā)電量同比增長(zhǎng)了39%，增加的電量中有90%——約4300萬(wàn)千瓦時(shí)是通過(guò)參加跨省區(qū)現(xiàn)貨交易實(shí)現(xiàn)的。
　　建設(shè)遠(yuǎn)距離輸電工程可為新能源大范圍配置提供保障，日前和日內(nèi)的跨省區(qū)現(xiàn)貨交易則為當(dāng)前的技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)中長(zhǎng)期精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的風(fēng)電、光伏等新能源消納找到了“新大陸”。據(jù)國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司調(diào)控中心調(diào)度處處長(zhǎng)伏歲林介紹，2017年甘肅的新能源發(fā)電量同比增長(zhǎng)27.75%，棄風(fēng)棄光電量同比減少19.26%，通過(guò)跨省區(qū)現(xiàn)貨交易消納的新能源電量為28.19億千瓦時(shí)，占新能源增發(fā)電量的50%。
　　電力現(xiàn)貨交易買賣主體自主參與、自主決策的特點(diǎn)，不僅為西北的清潔能源消納找到了“新大陸”，也為東北供暖季“風(fēng)火”矛盾帶來(lái)了全新的解決方案——電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，使深度調(diào)峰的發(fā)電機(jī)組得到市場(chǎng)化定價(jià)的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，以價(jià)格信號(hào)激勵(lì)發(fā)電企業(yè)在系統(tǒng)調(diào)峰困難時(shí)主動(dòng)減發(fā)，為其他電源騰出消納空間。
　　在東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)中，由于系統(tǒng)調(diào)峰異常困難，不能深度調(diào)峰的火電廠向提供深度調(diào)峰服務(wù)的火電廠支付了大量的補(bǔ)償金。這種收支變化，推動(dòng)?xùn)|北火電企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，將電力調(diào)峰視為未來(lái)一項(xiàng)重要的收益來(lái)源，積極開展靈活性改造。
　　“通過(guò)技術(shù)改造，今年我們廠上網(wǎng)的最低出力同比壓降了20%，相當(dāng)于讓出全省發(fā)電量的1/15。2017年僅11月就少發(fā)電3500萬(wàn)千瓦時(shí)。”遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)兼黨委書記程榮新在談到調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制時(shí)說(shuō)，“雖然少發(fā)了電，但因?yàn)榻o新能源發(fā)電讓出空間，少發(fā)的這部分電從國(guó)家電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)的機(jī)制中獲得補(bǔ)償，平均價(jià)格達(dá)到0.5元/千瓦時(shí)。綜合下來(lái)，我們比原來(lái)發(fā)電時(shí)的效益還要好。”
　　目前，東北地區(qū)約89%的火電廠主動(dòng)要求進(jìn)一步調(diào)峰，以規(guī)避支付調(diào)峰補(bǔ)償金；這其中77%的火電廠還通過(guò)參與深度調(diào)峰獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，有力緩解了調(diào)峰困難，為風(fēng)電讓出了消納空間。
　　數(shù)據(jù)顯示，東北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制運(yùn)營(yíng)以來(lái)，東北全網(wǎng)調(diào)用有償調(diào)峰服務(wù)38.88億千瓦時(shí)，支付補(bǔ)償費(fèi)用16.63億元，有償調(diào)峰服務(wù)平均價(jià)格0.428元/千瓦時(shí)；補(bǔ)償火電應(yīng)急啟停調(diào)峰93臺(tái)次，補(bǔ)償金額10670萬(wàn)元。同期，東北全網(wǎng)風(fēng)電受益電量共計(jì)131.80億千瓦時(shí)，承擔(dān)分?jǐn)傎M(fèi)用4.79億元，折合風(fēng)電為每千瓦時(shí)受益電量分?jǐn)偧s0.036元。截至2017年11月底，遼寧電網(wǎng)的棄風(fēng)率降到5.85%，吉林電網(wǎng)棄風(fēng)率降到17.54%，黑龍江電網(wǎng)棄風(fēng)率降到11.04%，蒙東電網(wǎng)棄風(fēng)率降到12.26%，紅沿河核電實(shí)現(xiàn)冬季3臺(tái)機(jī)組共計(jì)3345兆瓦的滿出力運(yùn)行。
　　通過(guò)跨省區(qū)現(xiàn)貨交易和調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)等新機(jī)制，國(guó)家電網(wǎng)公司探索出一條通過(guò)市場(chǎng)化消納清潔能源的新途徑，有效促進(jìn)了新能源消納，為清潔能源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。未來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司將推動(dòng)建立以電為中心的能源統(tǒng)一規(guī)劃體系，統(tǒng)籌考慮能源布局、結(jié)構(gòu)、時(shí)序和配置方式，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，不斷加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，完善電力市場(chǎng)機(jī)制，促進(jìn)電力客戶跨區(qū)跨省購(gòu)買清潔能源，擴(kuò)大清潔能源交易規(guī)模。
　　信息來(lái)源：國(guó)家電網(wǎng)報(bào)