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國家電網促清潔能源消納:特高壓電網清潔能源輸送大通道
2018/3/30 15:20:26    新闻来源:国家电网报
 

今年政府工作報告中明確提出,將鞏固藍天保衛戰成果,二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%,重點地區細顆粒物(PM2.5)濃度繼續下降。

這樣的綠色目標,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228日開工的國家電網張北可再生能源柔性直流電網試驗示範工程正是這樣的綠色工程。

“該工程建成投産後可有效改善當地環境。”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工程,目的就是爲了服務清潔能源利用。該工程計劃于2020年上半年全部建成投運。該綠色工程建成後,將充分利用張家口的大規模風、光互補特性與抽蓄電站的靈活調節能力,爲京津冀提供穩定可靠的清潔電力,也將爲2022年北京冬奧會場館實現全部清潔能源用電提供可靠電力。

國家電網公司貫徹習近平總書記關于“積極發展清潔能源,推動形成綠色發展方式和生活方式”的重要指示,創新提出“再電氣化”概念,逐步建立以清潔能源爲主體的安全、經濟、高效、可持續的新型能源體系,取代以化石能源爲主體的高碳、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的優勢和市場化機制,越來越順暢地傳遞到千家萬戶。

特高壓電網

清潔能源輸送大通道

不論是東北供暖期風電消納比例提升,還是西北大規模新能源基地發電量破千億,都離不開一張具有平衡調節能力的特高壓大電網。

經過4年努力,12條國家大氣汙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、西北風能太陽能資源的集約開發和大範圍消納成爲可能。

在國家大氣汙染防治行動計劃12條重點輸電通道中,國家電網公司負責11項輸電工程建設,其中特高壓工程8項,再加上酒泉—湖南、紮魯特—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16個省(區、市),全面建成投運後,將增加東中部地區受電能力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,這對于推動能源轉型與綠色發展、優化能源資源配置、保障電力供應、防治大氣汙染、拉動經濟增長等具有顯著的綜合效益和長遠的戰略意義。

清潔能源大規模並網的挑戰不僅僅是資源禀賦不均衡帶來的跨區域輸送問題,還有因爲清潔能源本身的波動性、間歇性以及不具備調頻、調壓等主動支撐能力的特性,需要更好地源網荷協調發展和友好互動技術。爲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各種不同技術來解決這一問題。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羁的新能源發電波動的法寶——20.5萬千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範工程,其自主研發的虛擬同步機技術很好地實現發電效益與電網支撐的平衡,提升了電網安全穩定運行水平,滿足新一代電力系統所需的智能、可控、靈活等要求,保障了新能源和大電網的友好相處。

除了虛擬同步機技術,±500千伏柔性直流電網、低碳冬奧智能電網、電動汽車智能互動充電等科技示範工程,正在孕育、成長。放眼更廣闊的科技創新領域、更長遠的未來,更多科研人員仍在持續研究和探索。

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,年平均氣溫零下4.1攝氏度,供暖期長達11個月,取暖在瑪多成爲“剛需”。傳統的燃煤取暖既不環保也不經濟。在國家電網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。

實施清潔取暖示範項目後,牧民得到了巨大的實惠。在牧民桑傑家裏,客廳裏咕嘟嘟煮著噴香的奶茶。推開臥室門,一張電熱炕,與藏式古樸的建築風格融爲一體。電熱炕的溫度可以隨時調節,冬天睡覺時,蓋上輕薄的被子就可以了。海拔4500米的高原上,寒冷的冬天裏暖意融融。

除了遠在西北的青海瑪多縣,深受霧霾困擾的京津冀地區也早早開始實施“煤改電”行動。20172018年采暖季,北京地區“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,相當于60節的火車裝滿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年北京市空气中细颗粒物月均濃度比上一年下降54%,爲近五年來曆史同期最低。

目前,國家電網公司累計投資258億元實施京津冀重點區域“煤改電”工程,完成2068個村79.9萬戶居民電采暖改造工程,京津冀重點地區全部實現無煤化,全國地級以上城市建成區已經全部淘汰燃煤小鍋爐。

供暖季需要解決的問題不只是燃煤汙染。一般來說,每年的11月至次年的4月是三北地區全年風資源最好的季節,卻也是這些地區的供暖季。這段時間內,火電裝機承擔了大部分的供熱任務,調峰能力較非供熱期明顯降低。新能源消納和保障地區供熱之間矛盾突出。供熱季長達7個月的蒙東地區,“風火”矛盾尤爲突出。

爲了解決這些問題,從2013年起,國網蒙東電力開始探索風電供暖這一全新供暖方式,促成赤峰市林西縣和通遼市紮魯特旗兩個旗縣作爲“風電供暖試點旗縣”,啓動風電供暖試點建設。紮魯特旗風電供熱試點項目建設總投資3673萬元,包含蒙東協合教育園區與河北新區兩個風電供熱站。該項目負責人表示,風電供熱項目通過取締多個大型燃煤鍋爐,使得大氣環境有明顯改善。據國網蒙東電力提供的數據,按每年用電量4739.9萬千瓦時計算,上述兩個風電站每年可節約標煤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

跨區跨省大規模交易清潔電能

裝機20.1萬千瓦的中節能昌西第三風電場于2012年建成投運,運行近五年來,棄風限電一直比較嚴重。談到風電消納,場長王偉說:“短期和超短期時段的預測,咱們已經可以做得很精准了。現在的問題是怎麽把這些預測准確的電量及時送出去。”

甘肃省的风电发电裝機、光伏发电裝機分别位居全国第二和第一,新能源裝機总量达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電場場長頭疼的事兒。

2017年年初,專門針對棄風、棄光電量的富余可再生能源跨省區現貨交易正式啓動,甘肅省內227家新能源發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。

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