江蘇新能源發電量位居全國前列 但存在時空分布不均問題
最新數據顯示,2020年至今,江蘇可再生能源發電裝機年均增長率超過20%、突破8000萬千瓦,海上風電裝機規模超過1100萬千瓦,連續多年居全國第一。
新能源發電強勁的發展勢頭也帶來“幸福的煩惱”,如何消納調控成為亟待解決的問題。黨的二十屆三中全會提出,完善新能源消納和調控政策措施。江蘇是能源消費大省、資源稟賦小省,高質量消納和調控新能源發電量,對提升能源安全保障能力、推進能源綠色低碳轉型意義重大。
看背景:多發電催生優儲能
常州市金壇區茅山腳下,一處廢棄鹽礦如今有了新用途——被改造為世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站。
“這相當於將一個大型‘充電寶’搬到了地下。”國網常州供電公司電力調度控制中心副主任汪征解釋說,鹽穴壓縮空氣儲能是利用低谷電能將空氣壓縮到鹽穴中,用電高峰時再釋放壓縮空氣發電,幫助電網削峰填谷,提升電網調節能力和新能源消納能力。
“金壇鹽礦資源豐富,基本上每年形成千萬立方米級別的鹽穴。地下鹽穴具有體積大、密閉好、穩定性高的天然優勢,可為壓縮空氣儲能提供優良儲氣條件。”汪征介紹,金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站一期工程儲能容量30萬千瓦時,一個儲能周期可儲電30萬千瓦時,相當於6萬居民一天的用電量。
記者走進金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站,地面上,管道、巨型油罐設施等錯落有致地排列。其下千米處是容積約22萬立方米、相當於116個標准游泳池大小的鹽穴。由於不需要像傳統電站那樣“點火”,在一片靜謐中電站源源不斷向電網輸送電力。到今年6月底,該電站累計發電9400.86萬千瓦時,為江蘇電網提供±6萬千瓦調峰能力。
新能源儲能技術快速發展,背后是新能源發電的迅猛發展。到今年6月底,我省風電和光伏裝機容量佔全省總裝機容量的38.5%。佔比不斷攀升,新能源發電一些固有難題必須得到正視。風電大發時,電網承載容量有限,無法存儲﹔高峰用電時,電網負荷過高,又難以供應。因應兩個難題,新型儲能項目在江蘇多地落戶,除利用鹽穴儲存壓縮空氣,還有重力儲能項目、超級電容微儲能等技術實踐。
“超級電容微儲能裝置,好比汽車渦輪增壓,彌補了關鍵時間窗口的功率缺口,有效加速了電網的一次調頻過程,在大電網遭受較大功率擾動情形下,可給電網‘加把勁’,避免電網頻率發生突變,保障電網的安全運行。”在位於南京的江蘇虎橋變電站超級電容微儲能裝置,項目核心成員葛雪峰告訴記者。
技術原理各異,能否統一調度以發揮最大效益?答案是能。去年9月,江蘇要求新並網集中式風電、光伏項目需按照功率10%及以上比例配套建設新型儲能。僅今年上半年,江蘇就有超過400萬千瓦新型儲能並入國家電網,目前江蘇新型儲能並網總量達480萬千瓦。
我省50余個新型儲能電站,通過國網江蘇電力調控中心調度員統一調度,從備用狀態集中轉為充電狀態,在用電低谷充入風電、光伏等清潔電能,實現綠色能源統一儲存備用,其背后是新一代調度支持系統的支撐。國網江蘇電力調度控制中心總工程師崔玉這樣比喻:集中調用,相當於在光伏風電發電高峰,為江蘇新增一座可儲電1000萬千瓦時的“超級充電寶”。如面臨迎峰度夏等場景,在用電高峰時集中放電,最大可同時滿足近3000萬戶居民1小時用電需求。
今年以來,我省儲能產業蓬勃發展,省發展改革委數據顯示,截至7月15日,江蘇省新型儲能項目累計建成投運540萬千瓦,同比增10倍,電化學新型儲能項目規模躍居全國第一。
看創新:新技術消納新能源
2021年9月30日,金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站並網試驗成功,發出“第一度電”,我國新型儲能技術的研發和應用取得又一可喜進展。
“世界上已投運的鹽穴儲能電站,都需要燒煤或天然氣來加熱空氣,這個過程叫作‘補燃’,不可避免會產生污染物排放。而金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站利用‘內循環’,完全不依賴外界能源。”汪征介紹,該電站是將壓縮空氣過程中產生的大量熱能,儲存在數個巨大的儲熱罐體中。發電時,罐體中的熱能成為天然“助推劑”,儲能、發電過程無燃燒無排放,能量轉換效率從20%提升至60%。
作為壓縮空氣儲能領域首個國家示范項目,金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站的核心設備實現百分百國產,每年可完成調峰電量1.3億千瓦時,減排二氧化碳3萬噸。同時,依托該項目,已發布和正在編制的國家標准和行業標准12項、核心專利56項,示范意義和推廣價值進一步顯現。
這也是江蘇新能源消納和調控的一個特點:各環節都有大量頗具亮點的技術創新。比如,一個典型場景是,海量低壓分布式光伏預測精度差,影響新能源高效消納與電網安全運行。省電力調控中心繼電保護處處長杜雲龍說,針對該問題,江蘇按氣象、地理等因素將省域劃分為206個光伏集群網格,創新構建分布式光伏監測網格體系。基於各區域光伏發電歷史數據,開展關聯分析、建立推演模型,實現了全省分布式光伏運行實時監測、精准預測和精細化調度。
“精確的估算可以為電網調度預測和電力平衡提供有力依據,更好服務分布式光伏就地就近消納。”國網鎮江供電公司電力調控中心主任高雪生介紹。針對低壓分布式光伏數據存在傳輸延遲,無法滿足調度控制實時掌握數據的問題,他們試點創新開發縣域低壓分布式光伏可觀可測平台,對網格低壓光伏出力數據進行實時估算,實現低壓光伏“公裡級”的實時觀測、中壓光伏出力數據的實時動態監測,還能針對異常情況及時告警,將中壓光伏實時數據質量提升了約30%。以這種“全景感知”為基礎,中壓光伏單站、低壓光伏集群10天自動預測也已實現,正繼續提升光伏預測時長與預測精度。
看政策:新機制調控新增量
技術進步令人欣喜,但靠技術尚不能解決所有消納難題。
“從區域分布上看,我省風電及光伏發電主要分布在長江以北地區,而負荷主要集中在蘇南地區,電力生產與負荷消納呈逆向分布。”江蘇省戰略與發展研究中心能源資源研究所所長涂遠東分析,面臨這種態勢,省內電源側調峰資源潛力有限,加上過江通道輸送能力偏弱,輔助服務市場機制尚未完善,電源靈活調節能力不足,導致省內新能源消納壓力增大。
壓力還在疊加。今年上半年,江蘇新增光伏發電裝機1075萬千瓦、全國第一。到6月底,江蘇風電和光伏裝機容量突破7000萬千瓦,其中光伏發電裝機容量5003萬千瓦,裝機規模位居全國第三。
“這就需要從政策上來引導我省分布式光伏接網消納工作的發展,進一步提升新能源的消納和調配能力,在保障我省電力系統安全穩定運行的同時提升綠電供給能力。”涂遠東分析認為。
8月,省發展改革委發布《關於高質量做好全省分布式光伏接網消納的通知》,提出加快配電網升級改造,加快建設滿足分布式光伏規模化開發和就近消納要求的新型智能配電網。具體來說,我省配電網2024—2025年計劃投資共約400億元,2026—2030年共約1100億元。
除加大投資力度,政策執行端還將加強規劃引導。省發展改革委電力處工作人員表示,將加強配電網規劃引導,科學研判各地新能源消納利用情況。特別在分布式光伏發展較快地區,如縣(市、區)分布式光伏滲透率超過50%,及時啟動專項配電網規劃工作,進一步加強規劃深度並形成滾動調整機制。
我省要求各地推進“一地一策”精准化管理、開展“一站一策”差異化接網、推動分布式光伏參與綠電交易等工作。比如,分布式光伏去年並網容量增速位列全省第一的淮安地區,此前因施工建設和電網接入標准等方面政策支撐缺位,影響分布式光伏並網、配網設備安全穩定運行。對此,淮安6月21日以市級政策形式明確,屬地政府參與分布式光伏全過程管理。
針對新能源消納過江通道“卡脖子”問題,依托現有通道的解決方案正持續落地。“直流擁有靈活可控的優勢,在江北揚州光伏發電難以就地消納時,我們通過揚州—鎮江內嵌式直流將新能源發電調用至江南鎮江,有效緩解江北新能源富集地區消納問題。”杜雲龍透露,揚州—鎮江內嵌式直流Ⅱ、Ⅲ期工程建設也在推進,江北新能源送至江南消納能力將進一步提升。
大力推進儲能建設,重點發展電網側儲能,被認為是需要持續努力的方向之一。截至7月,三峽集團江蘇分公司已在江蘇並網2座獨立儲能電站和1座光伏配套儲能電站,並積極研究儲能電站運營策略,有效響應電網調用,保証儲能電站充放電量達到電網要求。三峽集團江蘇分公司集控運維中心負責人杜鵬說,“未來,我們將積極探索和應用新型輸電技術,以提升可再生能源的高比例送出和消納能力。同時,積極參與優化電力輸、配環節建設,支持電網建設新型電力系統。”(洪葉 許願 方思偉 陳月飛)
來源:新華日報
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