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國家電網(wǎng)有限公司探索能源轉型變革的典型實踐

2018-10-23

  金秋十月,大美姑蘇。

  一面是憨態(tài)可掬的熊貓,一面是秀美清雅的侍女——作為蘇繡的絕技,“雙面繡”不僅堪稱蘇州文化的標志,更可謂蘇州經(jīng)濟社會發(fā)展的鮮活象征。

  在保護歷史文化傳統(tǒng)與經(jīng)濟快速發(fā)展間,蘇州呈現(xiàn)出令人驚嘆的“雙面精彩”,而傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代文明,千絲萬縷地聯(lián)系著城市的能源敘事。

  10月18~19日,“一帶一路”能源部長會議和國際能源變革論壇在江蘇省蘇州市舉行。這是蘇州第三次舉辦國際能源變革論壇。

  能源變革走向何處?我們或可在千年姑蘇城尋找到逐漸清晰的路徑。

  而從蘇州能源變革實踐的窗口望去,國家電網(wǎng)有限公司的電網(wǎng)發(fā)展線條正交織成龐大而又系統(tǒng)的網(wǎng)絡,覆蓋到能源轉型變革的方方面面。

  推進實施再電氣化——以電為中心重塑能源格局

  10月17日,蘇州,晴。一輛輛電動公交車穿梭于蘇州環(huán)古城區(qū)和往東20千米的2.5產(chǎn)業(yè)園區(qū)之間。這些電動公交車的信息很快就可以在由蘇州供電公司開發(fā)的“車樁一體化”平臺查到。“平臺具有數(shù)據(jù)接入、充電設施和新能源汽車在線監(jiān)測、檔案管理、數(shù)據(jù)概覽、統(tǒng)計分析等功能,目前已經(jīng)完成在線運行。”蘇州供電公司營銷部副主任錢科軍介紹。

  無人駕駛汽車在電子公路上邊行駛邊充電

  在公交車終點2.5產(chǎn)業(yè)園區(qū)內,可以看到500千瓦屋頂光伏、40千瓦大棚光伏、2千瓦風機……園區(qū)的風力發(fā)電、屋頂光伏發(fā)電等分布式新能源建設快速發(fā)展,發(fā)出的電直接供應到產(chǎn)業(yè)園區(qū),既發(fā)展了新能源,又為客戶節(jié)省了成本?!拔覀兠總€月的電費相當于打了8折。”泛博智動有限公司張楠說。

  蘇州,一邊是清潔能源發(fā)電比重日漸提升,另一邊是電能替代的深度挖潛。清潔能源發(fā)電的注入使蘇州能源綠意更濃,而它的能源發(fā)展軌跡正是國家電網(wǎng)加快再電氣化進程的縮影。

  進入21世紀,為應對氣候變化、保護生態(tài)環(huán)境、保障能源供應,世界各國都在加快推進能源轉型。2015年達成的《巴黎協(xié)定》,為這一輪能源轉型提供了新的驅動力。從本質上看,這一輪能源轉型是一個再電氣化的過程。能源生產(chǎn)環(huán)節(jié),體現(xiàn)為電能越來越多的由非化石能源轉換而來,最終將主要由非化石能源特別是可再生能源轉換而來;終端能源消費環(huán)節(jié),體現(xiàn)為電能的利用范圍前所未有的拓展,電力將成為支撐現(xiàn)代信息社會和數(shù)字經(jīng)濟的主要能源品種。

  國家電網(wǎng)的再電氣化實踐正在重塑能源格局,催生新的用能方式,再造能源供應與消費體系。

  目前,依托特高壓技術,國家電網(wǎng)將中國西部北部的清潔能源發(fā)電,經(jīng)濟高效地輸送到1000~2000千米外的東中部負荷中心,累計建成“八交十直”特高壓工程,線路長度超過3萬千米;經(jīng)營區(qū)域并網(wǎng)可再生能源發(fā)電裝機達到5.1億千瓦,國家電網(wǎng)成為世界上資源配置能力最強、新能源并網(wǎng)規(guī)模最大的電網(wǎng)。

  國家電網(wǎng)不僅加速生產(chǎn)環(huán)節(jié)再電氣化,更在消費側大力實施電能替代,積極推進以電代煤、以電代油,不斷拓展電能替代的廣度和深度。

  數(shù)據(jù)是最有力的證明。國家電網(wǎng)在我國北方地區(qū)積極開展“煤改電”清潔取暖,替代傳統(tǒng)煤炭散燒方式,累計完成電供暖面積5.3億平方米;適應電動汽車高速發(fā)展,建成“九縱九橫兩環(huán)”高速公路快充網(wǎng)絡,覆蓋3.1萬千米高速公路和150個城市;建成全球規(guī)模最大的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺,累計接入充電樁25萬個,為全國200萬輛電動汽車出行提供一鍵導航、充電優(yōu)選、故障救援等一站式服務,積極引導電動汽車有序充電;在機場、港口、機井等方面積極推進油改電。

  “未來是電氣化的,高比例利用可再生能源將是電力行業(yè)的未來?!?0月18日,國際可再生能源署總干事阿德南·阿明在參加國際能源變革論壇時,不止一次提到。

  阿明的觀點與國家電網(wǎng)有限公司董事長舒印彪在國際能源變革論壇上的發(fā)言主旨高度吻合。舒印彪表示:“未來的美好社會,必將是高度電氣化的社會。”

  適應能源轉型的電網(wǎng)創(chuàng)新——向著新一代電力系統(tǒng)升級

  電網(wǎng)連接能源生產(chǎn)和消費,是能源轉換利用的重要樞紐和能源資源優(yōu)化配置的基礎平臺。能源轉型的不斷深入,對電網(wǎng)的功能作用、運行方式提出了前所未有的考驗。

  隨著能源轉型的深入推進,從能源生產(chǎn)側來看,風能、太陽能等新能源大規(guī)模、高比例接入電網(wǎng),電力系統(tǒng)平衡調節(jié)和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行面臨一系列新挑戰(zhàn);從并網(wǎng)主體來看,大量分布式電源、微電網(wǎng)、電動汽車、新型交互式用能設備的接入,改變了傳統(tǒng)的潮流從電網(wǎng)到客戶的單向流動模式,電網(wǎng)運行的復雜性、不確定性顯著增加。

  “這就需要電網(wǎng)更加靈活、智能。中國在智能電網(wǎng)方面做出很多努力,我聽說,中國國家電網(wǎng)公司安裝了4億只智能電表。這是一個巨大的、令世界其他國家的人感到震驚的數(shù)字。同時,他們的特高壓技術走進了巴西,實現(xiàn)了大量的可再生能源從能源中心輸送到負荷中心,創(chuàng)造了一個全新的模式?!卑⒌履稀ぐ⒚髟?9日舉行的電力系統(tǒng)轉型分論壇上對公司取得的成績表示贊賞,同時也向與會嘉賓拋出了問題,“隨著可再生能源的大范圍開發(fā)利用,世界該如何應對這場能源變革?”

  “我們要主動轉型,加大科技創(chuàng)新力度,向著具有廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控、開放共享特征的新一代電力系統(tǒng)升級。”舒印彪在電力系統(tǒng)轉型分論壇上給出了答案,而這個答案從蘇州的實踐中可窺見一斑。

  輕波微瀾的金雞湖畔,從星港變電站和公園變電站送出的4回20千伏線路好像4輛車,分別行駛在各自的道路上,由紅綠燈控制車輛的走向。但是現(xiàn)在,全國首個20千伏配電網(wǎng)四端口柔性直流換流系統(tǒng)的建成,使原有的紅綠燈被環(huán)形道路所取代,“四輛車”連接到四端口柔直交流側,直流側連接到同一直流母線,并通過分布式控制層接收網(wǎng)源荷(儲)協(xié)調控制的指令,實現(xiàn)各端口間能量和信息的互聯(lián)互通?!霸撓到y(tǒng)好比一臺‘能源路由器’,使線路之間可以‘手拉手’。項目投運后,該區(qū)域客戶年均停電時間將由原來的5.2分鐘減少到1.57分鐘?!碧K州主動配電網(wǎng)綜合示范項目經(jīng)理董曉峰說。

  這是蘇州5個主動配電網(wǎng)綜合示范項目之一。去年10月,公司制訂出臺《蘇州國際能源變革發(fā)展典范城市智能電網(wǎng)創(chuàng)新示范區(qū)總體方案》,總投資73.8億元的40項2018年度專項行動正逐一落實推進。

  有著“電網(wǎng)智能導航儀”之稱的蘇州南部電網(wǎng)500千伏統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)示范工程于去年年底投運,對潮流的精準控制使電網(wǎng)受電能力提升130萬千瓦;建成大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng),實現(xiàn)376萬千瓦用電負荷秒級控制、200萬千瓦用電負荷毫秒級控制,有效增強了電網(wǎng)應對故障能力;世界首條特高壓GIL管廊工程隧道全面貫通,形成交流雙環(huán)網(wǎng),像一個超大的電能蓄水池,可以大量吸收內蒙古、山西、四川等能源基地的清潔電能……一系列世界首創(chuàng)技術工程大幅提升江蘇電網(wǎng)的供電能力、可靠性和區(qū)外受電能力,推動實現(xiàn)能源的跨區(qū)互聯(lián)和優(yōu)化配置。

  從這里出發(fā),國家電網(wǎng)正在更大范圍、更深層次打造新一代電力系統(tǒng)。從加快構建堅強的網(wǎng)絡結構到綜合安全防御體系,從提升快速平衡調節(jié)能力到實現(xiàn)新能源友好并網(wǎng),公司正將能源變革的力量凝聚、放大、傳遞。

  同里小鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)——探尋未來能源變革路徑

  同里,枕水而眠,跨越千年。

  行走在同里古鎮(zhèn),道路兩旁的路燈上出現(xiàn)了一塊太陽能面板和一個快速轉動的裝置。原來,這些路燈都被改造成了集風能與太陽能發(fā)電為一體的綠色能源載體。不僅如此,停車場上的電動車充電樁、同里湖畔的電動游船、老弄堂里的線路改造……同里古鎮(zhèn)奏響了新能源建設進行曲。

  能源體系在這里正悄然改寫。而在距離小鎮(zhèn)兩千米外的同里綜合能源服務中心,一天這樣開始。

  10月17日8時,在綜合能源服務中心內,源網(wǎng)荷儲協(xié)調控制系統(tǒng)作為小鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)的指揮部,正在指揮冷熱電各種能源的生產(chǎn)和分配。微網(wǎng)路由器在交流直流各種電壓之間架起了“立交橋”,實現(xiàn)了分布式電源就地高效接入。長500米、寬3.5米的“三合一”電子公路集光伏發(fā)電、無線充電、無人駕駛為一體,是一條“不停電的智慧公路”。這里的車無需駕駛,不用加油,給人們帶來便利、舒適的出行新體驗。

  9時,辦公樓里充足的能源供應、科學的能源利用,讓人們全身心地投入工作。

  14時,天氣說變就變,陰雨天會大大影響太陽能的吸收。能源互聯(lián)網(wǎng)可以應對各種狀況,按需調節(jié)可中斷負荷,虛擬同步機柔性降低負荷功率,電池梯級利用儲能電站釋放事先儲存的電能,花瓣型配電網(wǎng)快速恢復供電,電動汽車反向充電……

  19時,夜幕降臨,家中的智能家居已經(jīng)為主人的歸來做好了準備,屋內照明、房間溫度、熱水溫度都已自動調節(jié)好。

  目前,由國家電網(wǎng)有限公司打造的同里綜合能源服務中心示范工程建成投運,15項世界領先的能源創(chuàng)新示范項目將愿景變?yōu)楝F(xiàn)實。在陽光的照耀下、微風的吹拂間,如今的同里,是未來城市能源變革的方向。

  不僅在蘇州,放眼湖南、天津等省市,國家電網(wǎng)提供的綜合能源服務也取得良好成效。近年來,該公司積極貫徹落實能源“四個革命、一個合作”戰(zhàn)略思想,深入開展大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新、建設國家級雙創(chuàng)示范基地,謀劃建設一批世界級能源創(chuàng)新項目,集中呈現(xiàn)未來城市能源系統(tǒng)的核心要素,打造新型小鎮(zhèn)能源互聯(lián)網(wǎng)典型構建模式,展示未來城鎮(zhèn)能源供應新理念、能源配置新形態(tài)、能源消費新模式、能源服務新體驗,在推動以清潔和綠色方式滿足電力需求、構建可持續(xù)發(fā)展方面邁出堅實步伐。


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