——看國家電網(wǎng)如何促進清潔能源消納

今年政府工作報告中明確提出，將鞏固藍天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%，重點地區(qū)細顆粒物（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。今年2月28日開工的國家電網(wǎng)張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗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。”北京市副市長隋振江在開工儀式上就明確表示。該工程是世界首個柔性直流電網(wǎng)工程，目的就是為了服務(wù)清潔能源利用。該工程計劃于2020年上半年全部建成投運。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年北京冬奧會場館實現(xiàn)全部清潔能源用電提供可靠電力。
　　國家電網(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、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)勢和市場化機制，越來越順暢地傳遞到千家萬戶。
　　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4年努力，12條國家大氣污染防治行動計劃的特高壓交直流工程全面竣工，將京津冀魯、長三角、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圖，使西南水電、西北風(fēng)能太陽能資源的集約開發(fā)和大范圍消納成為可能。
　　在國家大氣污染防治行動計劃12條重點輸電通道中，國家電網(wǎng)公司負責(zé)11項輸電工程建設(shè)，其中特高壓工程8項，再加上酒泉—湖南、扎魯特—青州兩項特高壓直流工程，這10項特高壓工程總投資2200億元，途經(jīng)16個�。▍^(qū)、市），全面建成投運后，將增加?xùn)|中部地區(qū)受電能力8000萬千瓦，每年減少燃煤運輸1.8萬噸，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%都來自清潔能源，這對于推動能源轉(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、拉動經(jīng)濟增長等具有顯著的綜合效益和長遠的戰(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的跨區(qū)域輸送問題，還有因為清潔能源本身的波動性、間歇性以及不具備調(diào)頻、調(diào)壓等主動支撐能力的特性，需要更好地源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)發(fā)展和友好互動技術(shù)。為了更好地滿足清潔能源高比例接入需要，各國都在通過加快研發(fā)各種不同技術(shù)來解決這一問題。其中，虛擬同步機就是其中一個重要方向。
　　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)電波動的法寶——2套0.5萬千瓦電站式虛擬同步機。這是世界上首個具備虛擬同步機功能的示范工程，其自主研發(fā)的虛擬同步機技術(shù)很好地實現(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。
　　除了虛擬同步機技術(shù)，±500千伏柔性直流電網(wǎng)、低碳冬奧智能電網(wǎng)、電動汽車智能互動充電等科技示范工程，正在孕育、成長。放眼更廣闊的科技創(chuàng)新領(lǐng)域、更長遠的未來，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，供暖期長達11個月，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。在國家電網(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。
　　實施清潔取暖示范項目后，牧民得到了巨大的實惠。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調(diào)節(jié)，冬天睡覺時，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。
　　除了遠在西北的青�，敹嗫h，深受霧霾困擾的京津冀地區(qū)也早早開始實施“煤改電”行動。2017～2018年采暖季，北京地區(qū)“煤改電”用戶達到累計達104.1萬戶，每個采暖季可減少減少散煤燃燒416.4萬噸，相當(dāng)于60節(jié)的火車裝滿1000余列，減排二氧化碳1082.6萬噸、二氧化硫9.99萬噸、氮氧化物2.91萬噸。2017年冬季，北京霧霾天明顯減少，2017年北京市空氣中細顆粒物月均濃度比上一年下降54%，為近五年來歷史同期最低。
　　目前，國家電網(wǎng)公司累計投資258億元實施京津冀重點區(qū)域“煤改電”工程，完成2068個村79.9萬戶居民電采暖改造工程，京津冀重點地區(qū)全部實現(xiàn)無煤化，全國地級以上城市建成區(qū)已經(jīng)全部淘汰燃煤小鍋爐。
　　供暖季需要解決的問題不只是燃煤污染。一般來說，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。這段時間內(nèi)，火電裝機承擔(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。供熱季長達7個月的蒙東地區(qū)，“風(fēng)火”矛盾尤為突出。
　　為了解決這些問題，從2013年起，國網(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旗縣作為“風(fēng)電供暖試點旗縣”，啟動風(fēng)電供暖試點建設(shè)。扎魯特旗風(fēng)電供熱試點項目建設(shè)總投資3673萬元，包含蒙東協(xié)合教育園區(qū)與河北新區(qū)兩個風(fēng)電供熱站。該項目負責(zé)人表示，風(fēng)電供熱項目通過取締多個大型燃煤鍋爐，使得大氣環(huán)境有明顯改善。據(jù)國網(wǎng)蒙東電力提供的數(shù)據(jù)，按每年用電量4739.9萬千瓦時計算，上述兩個風(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。
　　市場化機制　跨區(qū)跨省大規(guī)模交易清潔電能
　　裝機20.1萬千瓦的中節(jié)能昌西第三風(fēng)電場于2012年建成投運，運行近五年來，棄風(fēng)限電一直比較嚴重。談到風(fēng)電消納，場長王偉說：“短期和超短期時段的預(yù)測，咱們已經(jīng)可以做得很精準(zhǔn)了�，F(xiàn)在的問題是怎么把這些預(yù)測準(zhǔn)確的電量及時送出去。”
　　甘肅省的風(fēng)電發(fā)電裝機、光伏發(fā)電裝機分別位居全國第二和第一，新能源裝機總量達2066萬千瓦，但最大用電負荷只有1468萬千瓦，所以王偉的問題也是其他許多風(fēng)電場場長頭疼的事兒。
　　2017年年初，專門針對棄風(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，甘肅省內(nèi)227家新能源發(fā)電場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)電場的富余電力通過系統(tǒng)報送到現(xiàn)貨平臺，電力公司根據(jù)我們申報的富余電力，和省外的需求方匹配。我們風(fēng)電場根據(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，他們場的發(fā)電量同比增長了39%，增加的電量中有90%——約4300萬千瓦時是通過參加跨省區(qū)現(xiàn)貨交易實現(xiàn)的。
　　建設(shè)遠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)無法實現(xiàn)中長期精準(zhǔn)預(yù)測的風(fēng)電、光伏等新能源消納找到了“新大陸”。據(jù)國網(wǎng)甘肅省電力公司調(diào)控中心調(diào)度處處長伏歲林介紹，2017年甘肅的新能源發(fā)電量同比增長27.75%，棄風(fēng)棄光電量同比減少19.26%，通過跨省區(qū)現(xiàn)貨交易消納的新能源電量為28.19億千瓦時，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，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”矛盾帶來了全新的解決方案——電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場，使深度調(diào)峰的發(fā)電機組得到市場化定價的經(jīng)濟補償，以價格信號激勵發(fā)電企業(yè)在系統(tǒng)調(diào)峰困難時主動減發(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償金。這種收支變化，推動?xùn)|北火電企業(yè)轉(zhuǎn)變觀念，將電力調(diào)峰視為未來一項重要的收益來源，積極開展靈活性改造。
　　“通過技術(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3500萬千瓦時。”遼寧調(diào)兵山煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司董事長兼黨委書記程榮新在談到調(diào)峰輔助服務(wù)市場機制時說，“雖然少發(fā)了電，但因為給新能源發(fā)電讓出空間，少發(fā)的這部分電從國家電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場的機制中獲得補償，平均價格達到0.5元/千瓦時。綜合下來，我們比原來發(fā)電時的效益還要好。”
　　目前，東北地區(qū)約89%的火電廠主動要求進一步調(diào)峰，以規(guī)避支付調(diào)峰補償金；這其中77%的火電廠還通過參與深度調(diào)峰獲得經(jīng)濟補償，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)市場機制運營以來，東北全網(wǎng)調(diào)用有償調(diào)峰服務(wù)38.88億千瓦時，支付補償費用16.63億元，有償調(diào)峰服務(wù)平均價格0.428元/千瓦時；補償火電應(yīng)急啟停調(diào)峰93臺次，補償金額10670萬元。同期，東北全網(wǎng)風(fēng)電受益電量共計131.80億千瓦時，承擔(dān)分攤費用4.79億元，折合風(fēng)電為每千瓦時受益電量分攤約0.036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%，紅沿河核電實現(xiàn)冬季3臺機組共計3345兆瓦的滿出力運行。
　　通過跨省區(qū)現(xiàn)貨交易和調(diào)峰輔助服務(wù)市場等新機制，國家電網(wǎng)公司探索出一條通過市場化消納清潔能源的新途徑，有效促進了新能源消納，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。未來，國家電網(wǎng)公司將推動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)、時序和配置方式，推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，不斷加強頂層設(shè)計，完善電力市場機制，促進電力客戶跨區(qū)跨省購買清潔能源，擴大清潔能源交易規(guī)模。
　　信息來源：國家電網(wǎng)報