9月22日,国网陕西电力召开2023年科技创新大会,全力抓好公司优化科技体制机制激发创新内生动力二十项举措落地,更好服务陕西经济社会高质量发展。
在国家“双碳”目标驱动下,国网陕西电力积极响应国家绿色低碳发展要求,主动发挥“先行官”作用,勇于改革创新,以服务地区稳经济、促进能源转型和服务人民幸福生活为重要抓手,着力破解西北地区新型电力系统建设滞后、区域外送通道能力不足等问题,共同提升西北各省区参与全国绿色能源供应的主动权,真正把资源优势转化为发展优势,为陕西经济社会高质量发展提供澎湃动力。
陕西榆林定边县白湾子镇风电场
用新能源绘就“双碳”绿色底色
党的二十大报告指出,“加快规划建设新型能源体系”。《2030年前碳达峰行动方案》提出,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,推动清洁电力资源大范围优化配置。随着“双碳”目标正式提出三周年,新型电力系统的概念,伴随着条条银线逶迤至祖国的江河湖海、大山广川。
“双碳”指的是碳达峰和碳中和。碳达峰是一个过程,即二氧化碳排放量在达到历史峰值后,进入平台期并可以在一定范围内波动,之后进入平稳下降阶段。而碳中和是指排出的二氧化碳或温室气体被植树造林、节能减排等形式抵消。
18世纪工业革命开始后,煤炭、石油等石化能源被大规模开采和消耗,这类能源在使用过程中会排出大量二氧化碳等温室气体和有害气体,造成全球气候变暖导致环境恶化。
人们急需要变革,双碳、新能源、绿色经济,正成为当下社会发展的热点词汇,因此促进了今天可再生能源技术的持续创新,我们称之为“新能源”。
我们从未停止对一度“绿电”的探寻。在国网陕西综合能源服务中心,“创新、绿色、协调、开放、共享”几个字不仅醒目于墙上,更贯穿于国网陕西电力贯彻新发展理念践行“双碳”目标的全过程,让我们看到了一个现代、智能、低碳的新型电力能源企业形象。
构建新型电力系统,一个重要目标是推动风光水等零碳能源逐步取代高碳的煤电,并最终成为发电主体。然而,风电光的突出弱点是不稳定,对天气依赖性较大、波动性较大,那么,如何解决这些问题呢?
依托国家电网创新体系,国网陕西电力强化企业创新主体地位,探索创新组织体系,提升体系化攻关能力,奋力推动新型电力系统构建。比如建立西北地区首个抽蓄电站,建成投运陕北-湖北±800千伏特高压直流工程,开辟新能源配套电网建设“绿色通道”,深化应用新能源云,为新能源规划、建设、并网、消纳、补贴等全流程业务提供一站式服务,实现全环节工作高效化透明化,全力服务2025年全省可再生能源装机超过6500万千瓦……有理由相信,随着新型电力系统建设逐步推进,未来,这一比重还将进一步提高。
国网陕西电力员工对光伏电站进行巡视
新能源无限“风光” 新型电力生机勃勃
“新能源是相对于水力发电、火电、核电常规发电来说的,是在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,达到避免浪费、节能减碳的目的。”国网陕西电力科学研究院(以下简称“国网陕西电科院”)技术委员会副主任李华说。
在陕北,有这样一个地方,绿树、白云、风车交相辉映……这便是有着陕西最大的风光发电基地之称的榆林定边县。2022年末,定边县风力发电装机并网2860兆瓦,光伏发电装机并网1970兆瓦,新能源发电量达70.96亿度。
2011年,从陕西第一个新能源场站开始,李华致力于为水电及新能源的电网支撑能力优化提升提供技术支撑,积极推动可再生能源行业的技术进步和行业发展。对于像李华这样的技术人员来说,他们有着无限的勇气去面对未知的挑战。就如同一次“革命”,他们愿意把自己的视线从传统的道路上挪开,在新的道路上寻找新的开始。
在距潼关120公里外的蒲城县,一排排光伏板连线成片、整齐有序,在阳光照耀下熠熠生辉,在蓝天下绿意盎然,为这个关中小县城调和出靓丽的绿色发展底色。
“咱们这个项目占地1400余亩,整个项目有16万余块光伏板,一块光伏板一天大概发电1.5度,年设计发电量5800多万度,减排二氧化碳5.6万余吨。”陕投关中新能源有限公司副站长陈硕伟说道。
光伏,即太阳能光伏发电系统的简称,是一种将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,有独立运行和并网运行两种方式。作为23条重点产业链之一,陕西光伏产业竞争力持续提高,并逐渐占领全球产业制高点。
绥德县位于黄土高原腹地,阳光日照充足,光伏发展潜力巨大。就在前不久,国网榆林供电公司供电服务人员来到绥德县名州镇辛店村村民李军家中,为其分布光伏发电设备完成计量装置安装以及并网调试。光伏发电有着清洁低碳、稳定可靠,降低排放的优势,村民利用闲置屋顶安装分布式光伏发电板,每年都可以享受到“阳光收益”。
绿色低碳的高质量发展之路,是新时代能源企业的发展共识。午后的阳光洒在榆林大锦办公楼楼顶上,好像在上面铺了一层亮光,犹如一轮“金太阳”。这便是国网榆林供电公司的屋顶光伏项目。“这个屋顶光伏项目自并网发电以来,不但为我们办公楼提供了清洁、高效、绿色的电能,而且还大幅降低用电成本,我们现在自用基本靠这个就可以满足了。”大锦集团后勤工作部负责人高晓云说。据了解,榆林大锦办公楼光伏发电站装机容量78千瓦光伏电站,预计年发电量10.3万千瓦时,年节约标准煤41.2吨,减少二氧化碳配方102.7吨,减少二氧化硫排放3.1吨,25年总收益181.6万元。
作为绿色清洁能源,大力推进屋顶分布式光伏项目建设是落实生态文明建设要求和国家“双碳”战略目标的重要举措,它不仅具有污染小、环保、能缓解局地用电紧张的优势,更是一种新的能源发展趋势,可以通过‘自发自用,余电上网’的节能模式,满足企业自身低碳发展。
2023年又一个好消息传来,9月5日12时22分,宝鸡电网新能源发电功率达到780.48兆瓦,占当时全网用电负荷的51.37%,新能源发电首次在宝鸡电网实现过半。
随着新型电力系统建设的不断推进,国网陕西电力正在充电桩有序充电、分布式光伏建设以及储能方面积极探索,持续推进电网向能源互联网升级。
国网陕西电力员工对充电桩进行检查
助力“双碳”目标 提升电力资源优化配置能力
从陕西西安市出发,沿着包茂高速一路向北行驶去,就会看到榆横-潍坊1000千伏特高压交流输电工程的起始站—横山开关站,一座座铁塔巍然耸立,一条条银线纵横交错。这里,正是陕西目前唯一一座特高压交流开关站。
陕西的电力资源通过横山站源源不断输送到华北地区的千家万户,截至2023年7月28日,国网陕西超高压公司1000千伏已安全运行2177天,向华北地区累计送出电量800亿千瓦时,年度送出电量近百亿千瓦时,相当于减少燃煤运输3613万吨,减排二氧化碳7077万吨、二氧化硫17万吨,为“碳达峰、碳中和”任务目标作出积极贡献。
陕西是能源大省,陕北地区不仅拥有丰富的煤炭资源,而且具有良好的风、光等清洁能源开发条件。近年来,“陕电外送”成为陕北能源基地转型发展的突破口。
“西电东送”“北电南供”陕北—武汉±800千伏特高压直流工程于2022年4月16日10时正式投产,途经陕西、山西、河南、湖北4省,线路全长1137公里,实现了陕北能源基地与华中负荷中心的直接连通。今年6月初,这条“大动脉”输送功率首次突破5000兆瓦,为湖北电网迎峰度夏电力可靠供应提供坚强支撑。
新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。与煤炭方便远距离运输不同,水、风、光等资源只能就近转化为电能,再通过电网送到负荷中心。这样一来,推动跨省跨区输电通道,提升电力资源配置能力就显得尤为重要。
但是,在面对“靠天吃饭”,具有间歇性、随机性、波动性的风、光等新能源,随着其大规模高比例接入,除了保障“送得出去”,还要着力解决弃风弃光问题、推动“消纳得了”。
因此,深度调峰能力日益成为煤电机组重要的竞争优势。国网陕西电力持续做好陕西电力辅助服务市场运营,充分发挥市场引导作用,不断深化省内火电灵活性改造。督促火电企业做好灵活性改造计划与机组检修计划统筹,合理安排火电机组灵活性改造计划。预计到2025年,全省火电调峰深度达60%。
同时,发挥大电网统一调度优势,合理编制和及时调整火电机组发电计划和运行出力,充分挖掘现有火电机组调峰潜力;全方位提升新能源场站功率预测精度及机组涉网性能,推动新能源场站完善AVC控制系统,优化新能源机组与站内动态无功补偿设备的协调控制。
国网陕西电力员工对10千伏135孟村线路进行巡视
服务“双碳”目标 保障电网安全稳定运行
在位于西安莲湖区的330千伏西安中心变电站工程现场,高空作业人员紧张有序地开展全封闭防尘降噪棚安装工作。该变电站建成后可满足西安市中心城区新增用电需求,完善地区电网网架结构。
国网陕西电力按照“政府挂帅、企业实施”的模式加快推进电网工程建设。两年来,陕皖、陕豫特高压电力外送通道前期工作加快推进,110千伏及以上项目核准223项,110千伏及以上线路工程开工3392千米、变电容量2840万千伏安,投产2441千米、变电容量1444万千伏安。
国网陕西电力还加大配网建设改造力度,持续提升配网标准化建设管理水平,进一步提高配网供电能力。2021年8月至今,国网陕西电力共建成9331项配网工程。随着未来大量新能源发电项目并网,可靠的新型电力系统成为新能源消纳的关键。
“今后要做的是持续提升新能源涉网性能。新能源的主动支撑能力,目前虽然功能实现了,但是对于电网稳定发挥的实际效能远远不够,与新型电力系统中新能源的主体地位还不相适应。下一步我们要把新能源一次调频效能大幅度提升,将它提高到至少10倍、20倍,但是这也可能会带来新的电网的稳定问题或者本身的调频、调压问题。我们会通过研究新能源构网型控制及电网稳定柔性调控技术,促进新能源消纳,提高电网的安全稳定性。”李华说。
“双碳”背景下,可再生能源将大量替代化石能源,电动汽车、分布式能源、储能等交互式用能设备广泛应用,对电力系统安全、高效、优化运行提出更大挑战,电网是各类能源转换利用和输送配置的枢纽平台,因此保证电网稳定运行是至关重要的。为应对新的挑战,陕西电网已经制定了多项举措。
“站区短时暴雨情况下,无人机巡检、红外测温等技术对于巡视质效的提高太有效了,为咱们保障跨区电网平稳运行添足了底气。”国网陕西超高压公司陕北换流站运检人员协同开展雨后特巡,确保陕武直流输电系统大负荷安全稳定运行。
据悉,国网陕西超高压公司2023年秋检工作持续81天,从9月1日开始,到11月20日结束。主要包括±1100千伏吉泉、±800千伏青豫、±660千伏银东直流等6条跨区直流线路年度检修,750千伏横朔Ⅱ线等9条750千伏线路综合检修,±800千伏陕北换流站年度检修等共计219项检修计划工作。
与此同时,根据西北电网“十四五”发展规划,此次配合乾县变电站基建工程对运行近15年的330千伏老旧二次设备进行改造,计划9月1日至10月24日完成13组刀闸、10套线路保护、13套断路器保护、21台测控装置、14台交换机的改造工作。工程完工后将全面提升全站二次系统性能,为电网平稳运行提供可靠保障。
新型能源体系的建设,需要能源全流程、全环节协同发力、统筹发展。国网陕西电力大力支持电源侧储能建设,积极服务用户侧储能发展,提供技术咨询和并网服务。对符合国家规定的项目优先并网、充分利用,促进各类储能设施逐步成为增强电力系统平衡调节能力、促进新能源充分消纳的重要手段。到2025年,力争全网可控负荷达到200万千瓦,约占全网最大负荷的5%。
国网陕西电力员工在镇安抽水蓄能电站330千伏送出工程包一现场进行施工
发展储能 确保陕西电网行稳致远
沿着蜿蜒曲折的山路深入秦岭腹地,映入眼帘的是陕西镇安抽水蓄能电站。在青山碧水之间,下水库蓄起的河水缓缓流淌着,与秦岭群山交相辉映,宛如一幅壮丽秀美的山水画卷。
“电站建成后将有力增强陕西电网灵活调节和抵御事故风险能力,每年可消纳富余风电、太阳能发电量12亿千瓦时,年均节约标煤约11.7万吨,减排二氧化碳约30.5万吨、二氧化硫约0.28万吨。”陕西镇安抽水蓄能有限公司董事长王辉伟说。就在9月,陕西镇安抽水蓄能电站下库区蓄水工作顺利完成,达到预计蓄水位,总装机容量140万千瓦,预计今年年底首台机组并网发电。
镇安抽水蓄能电站位于陕西省镇安县月河镇,是国家可再生能源“十二五”发展规划重点项目、西北地区首个抽水蓄能电站。
加快构建新型电力系统,需要储能这个“超级充电宝”来配合常规电源,其作用是在电力需求较低的时段将电能转化为水的势能,在电力需求较高的时段则通过放水发电,以满足电力需求,从而提升电力系统调节能力和灵活性。
在秦岭腹地经商洛镇安县、安康宁陕县输送至西安鄠邑区的南山750千伏变电站同样建设火热。该工程为陕西负荷中心受端电网的电源支撑,为陕西电网建设供热机组和新能源发电提供了有利条件,也为陕西省经济发展提供强劲的新能源输送。
国网陕西电力服务全省绿色发展,争当能源清洁低碳转型的推动者、先行者、引领者。2012年至2021年,陕西新能源发电量达962.22亿千瓦时,按平均每千瓦时电耗原煤500克计算,共节约原煤4806.1万吨。
循大道,至万里。在构建新型电力系统与建设新型能源的征途上,国网陕西电力坚决贯彻落实国家电网公司决策部署,始终牢记“国之大者”,始终牢记人民电业为人民的企业宗旨,围绕高质量发展这个首要任务,以统一的思想、坚定的意志、协调的行动、强大的战斗力,不断开创高质量发展新局面。
道阻且长,行则将至。从“制”到“输”、从“储”到“用”,陕西源源不断的电能,正在开启新征程。(国网陕西电力)
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