当下,以电为中心、以新能源大规模开发应用和电动汽车等新型用电设施广泛发展为标志的新一轮能源革命蓬勃兴起,我们同样迫切需要走出一条具有中国特色的能源高质量发展之路,确保国家能源安全。

国家电网公司将国网浙江电力作为“具有中国特色国际领先的能源互联网企业的示范窗口”,在浙江率先建设国际领先的区域能源互联网,全面支撑“重要窗口”建设。

同步实现能源高质量发展的“三重目标”,需要从全局、长远的高度提供系统整体的同步解决方案

作为全球能源生产和消费大国,中国坚持更加绿色、安全、高效的方式,致力于解决能源转型发展中面临的能源消费总量大、化石能源占比高、能源利用效率偏低等问题。

电力作为便捷、清洁和应用最为广泛的二次能源,在推动能源革命、构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系中,承担着转型中心环节的重任。国家电网公司顺应时代潮流,发挥责任央企的“大国重器”和“顶梁柱”作用,提出了建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业的战略目标,全力推动能源安全新战略和能源互联网建设在电网企业落地实践。

然而,传统电网在向能源互联网演进中,面临源荷缺乏互动、安全依赖冗余、平衡能力缩水、提效手段匮乏等问题,迫切需要加快高承载、高互动、高自愈、高效能四大核心能力建设,即电网需要对大规模电力供应、大规模清洁能源具备足够的承载能力,具备源网荷储多元高互动能力,具备进一步强抗扰和自愈能力,具备高效运行能力。

(图为嘉兴海宁中国皮革城屋顶光伏新能源。陈俊华 摄)

以“重要窗口”浙江为例。浙江一次能源匮乏,是能源净输入省份,典型的省级受端电网,外来电占比超35%。随着经济进入高质量发展阶段,以及人民对美好生活需求的不断提高,浙江用电负荷和供电压力持续增大,特高压交直流混联运行,新能源大规模并网,新型用能设施大量接入,电网形态越来越复杂,伴随而来的是源荷缺乏互动、安全依赖冗余、平衡能力缩水、提效手段匮乏等多项发展矛盾。

今夏,浙江全社会最高用电负荷达9628万千瓦,已超过英国、法国、德国等发达国家规模,即将进入亿千瓦时代。浙江省内拥有13类电源,2019年底清洁能源装机达1690万千瓦,是2015年的5倍。但是,市场配置、需求侧联动手段匮乏,海量资源仍处于沉睡状态,浙江电网仍属于“源随荷动”的半刚性电网;且风电、光伏等清洁能源,外来电基本不参与省内调峰,造成系统调节能力下降并将持续下降。

(图为电力工人在灵绍特高压直流输电工程绍兴换流站进行检修作业。)

另一方面,规划、设计、运行、用电等多个环节的安全裕度交叉重叠,逐渐形成了以冗余保障电网安全的现实状况,缺乏裕度释放的有效手段。2019年,浙江最大峰谷差达3436万千瓦,统调尖峰负荷95%以上累计时间为27小时,为了一年中的27小时尖峰用电,需要数台百万千瓦的发电机组和相关配套设施给予保障。可见,以建设和扩张满足负荷和安全要求的传统电网发展模式,总是存在安全与效率的天然矛盾。而连续两年的工商业降电价和2020年阶段性降价,较大程度上影响了电网企业经营状况,依靠规模扩张来满足电力需求增长的模式不可持续。

管中窥豹。随着中国经济进入高质量发展阶段,这些问题显然不只是浙江一域问题。

这些年的能源电力发展就是在解决安全可靠、清洁低碳、质优价廉的矛盾中前进,但传统模式注重解决其中一对矛盾、实现当期目标。能源转型到今天,电网企业面临的主要矛盾已从电力供需平稳问题,转变为既要保障能源安全、又要推动低碳发展、还要降低用能成本的高质量发展矛盾。同时满足“既、又、还”的“三重目标”,必然需要从全局、长远的高度提供系统整体的同步解决方案。

建设能源互联网形态下多元融合高弹性电网,让不可能成为可能,看浙江的省域领先实践

从浙江发展大环境看,浙江的经济条件、行政效率、社会治理、市场化程度和信息技术产业发展水平都居国内领先,率先构建国际领先的区域能源互联网具有现实基础。

(图为京杭大运河湖州段服务区的船主使用岸电。)

从浙江能源电力发展状况看,浙江省拥有种类最多的能源电力生产结构,新能源发展程度高、应用范围广,浙江电网率先建成了以“两交两直”特高压为核心,以“东西互供、南北贯通”的500千伏双环网为骨干的主网架,作为创建清洁能源示范省,清洁能源实现了全接入全消纳,电能占终端能源消费比重已达38%,湖州“生态+电力”示范城市建设白皮书亮相联合国气候变化大会,京杭大运河全线公共水上服务区绿色岸电全覆盖。

浙江作为互联网产业发展最活跃的地区,正在深化“数字浙江”建设,“大云物移智链”等现代信息技术与能源电力技术的深度融合有着优渥的区位优势和先行先试的基础条件。新冠肺炎疫情期间,国网浙江电力创新推出的“企业复工电力指数”“电力消费指数”“转供电费码”等数字产品,有力支持了政府科学决策和小微企业复工复产。

图为智慧基建系统应用,可帮助精简管理人员,提升安全管理水平。

此外,“块阜之山,营宇狭小”,创造书写过无数个“无中生有”奇迹的浙江,对改革创新、开放包容矢志不渝,在1994年就启动浙江电网模拟电力市场试运行,早早地触碰了能源要素配置市场化改革的“螃蟹”。如今,更是成为全国首个开展电力现货市场整月结算试运行的能源净输入省份,也是全国4个用能权改革试点省份之一。

基于这样的背景和形势下,针对浙江电网发展的痛点,以“节约的能源是最清洁的能源、节省的投资是最高效的投资、唤醒的资源是最优质的资源”为理念先导,国网浙江电力为省域层面实现能源高质量发展“三重目标”给出了系统的整体的同步的解决方案——建设能源互联网形态下多元融合高弹性电网,充分发挥电网在连接电力供需、促进多能转换、构建现代能源体系中的枢纽作用,发挥其引领力、辐射力、带动力,打造能源互联新形态,构建能源互联网生态圈。

具体来说,就是以技术支撑、市场推动、政策引导、智能创造、组织创新“五组赋能”,纵向融合源网荷储各环节要素,横向融合能源系统、物理信息、社会经济、自然环境各领域要素,发挥聚合效应,促使电网形态向具有高承载、高互动、高自愈、高效能四项能力的高弹性电网转变,实现海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的电网升级。

国网浙江电力初步完成了多元融合高弹性电网的概念设计和框架体系构建,制定了弹性指数、效能指数、互联指数三大维度指数构成的高弹性电网发展指标体系。形成了“四梁八柱”支撑体系,即围绕源网荷储四个电力系统核心环节,通过灵活规划网架坚强、电网引导多能互联、安全承载耐受抗扰、设备挖潜运行高效、各侧资源唤醒集聚、源网荷储弹性平衡、改革机制配套、科创引领数智赋能等八个方面,推进“多元融合”具体落地。

以多元融合高弹性电网建设为构建区域能源互联网的核心载体,国网浙江电力开启了向能源互联网演进的新征程,并初步描绘了一个省级能源互联网的未来形态愿景:通过清洁供给提供宜居生态,高效用能满足美好生活,合作共赢实现美丽蓝图,全力服务浙江经济社会发展,助推浙江清洁能源示范省创建,打造与“重要窗口”相适应的能源互联网浙江样板。

到2023年,弹性指数实现国际领先,能效指数及互联指数达到国际先进。支撑4000万千瓦外来电受入,确保4700万千瓦非化石能源全消纳,用户平均停电时间小于3.6小时,移峰填谷能力达到千万千瓦级别,推动浙江电能终端能源消费占比达到40%。源网荷储“即插即用”、能量路由关键技术实现突破,现货市场、辅助服务发展成熟。

到2030年,率先在浙江建成具有中国特色国际领先的能源互联网,三项指数全面达到国际领先。支撑浙江非化石能源发电量占比达50%,电能占终端用能比例率先超过45%,单位GDP能耗达到国际领先水平。电力大数据全面支撑能源互联转型和社会精准治理,市场机制健全,电力法律完善。