電能更綠色 電網更智能——南方電網加快構建新型電力系統(tǒng)

　　實現“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場，電力是主力軍，加快構建新型電力系統(tǒng)是關鍵。如何構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)?

　　南方電網公司積極探索以數字化綠色化協(xié)同促進新型電力系統(tǒng)和新型能源體系建設，將數字電網打造成以“兩化協(xié)同”促“兩型建設”的關鍵載體，推動構建以清潔能源為主體的能源供給格局、形成以綠色高效為導向的能源消費生態(tài)、完善有為政府和有效市場協(xié)同的能源治理體系，穩(wěn)步推進、加快構建新型電力系統(tǒng)。

　　新技術：數字電網支撐破解能源“不可能三角”

　　構建新型電力系統(tǒng)，清潔低碳是目標，安全充裕是前提，經濟高效是關鍵。

　　風、光雖好，卻要“看天吃飯”。新能源隨機性、間歇性、波動性顯著，難以穩(wěn)定可靠供電，極端天氣可能停擺。新能源大規(guī)模接入電網后，給電網安全運行帶來巨大挑戰(zhàn)。此外，新能源能量密度小、發(fā)電年利用小時數低，倘若為新能源配置大規(guī)模儲能、靈活調節(jié)和支撐保障電源，又會導致系統(tǒng)整體冗余、成本上升、效率下降。

　　要破解能源電力安全、綠色、經濟“不可能三角”問題，創(chuàng)新是關鍵。

　　“南方電網公司率先提出建設數字電網，就是想用新一代數字技術暢通連接、全面感知、精準分析、智能調控傳統(tǒng)電網，貫通源網荷儲全環(huán)節(jié)。”南方電網公司總經理助理、總信息師、數字化部總經理吳小辰介紹說，數字電網可通過強大的人工智能和大數據分析技術，對包括新能源在內的各類能源發(fā)電和用電負荷精準預測，配合對海量調節(jié)資源精準調度，實現多時空的實時供需平衡。數字電網還可通過超大規(guī)模信息連接和數據處理能力，實現大規(guī)模電力電子設備與傳統(tǒng)電氣設備聯合控制，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行;通過數字化技術實現對海量設備運行的協(xié)同優(yōu)化、多方主體自動聯合調節(jié)，提升電力系統(tǒng)整體效能，降低系統(tǒng)運行成本和管理成本。

　　“3月13日凌晨，廣西風電最大出力超過700萬千瓦。白天風電出力下降至27萬千瓦，風電波動幅度接近日用電負荷的三分之一。但是得益于強大的算法，當天我們對風電的預測準確率達到98%。”南方電網廣西電網公司電力調度控制中心水電及新能源科經理卓毅鑫說，在提前預判后，廣西電網公司通過優(yōu)化區(qū)內水電、火電出力曲線，有力保障了電力供應平穩(wěn)有序。

　　這是南方電網公司著力以數字化手段破解新能源功率預測難題的一個典型場景。為確保新能源應發(fā)盡發(fā)，南方電網公司把海量的智能傳感器部署到電網設備上，實時采集設備運行數據，并依托“數據+算力+算法”形成的“數字孿生電網”和“算力大腦”，高效統(tǒng)籌電源、電網、負荷、儲能，有效破解新能源隨機性、波動性、間歇性和功率預測難題。

　　建成新能源調度運行管理平臺，讓新能源更“可觀”。南方電網新能源調度運行管理平臺覆蓋了集中式和分布式等各類新能源，匯集發(fā)電、預測、氣象等多維度數據。只需打開該平臺，就能了解全網995家新能源場站、超2萬個發(fā)電單元的信息，提前預判來風、日照形勢。

　　搭建新能源多時空尺度精確預測平臺，讓新能源更“可測”。南方電網公司自主研發(fā)的“夸父”新能源高精度功率預測系統(tǒng)，可為風電場、光伏電站、分布式光伏和調度機構等客戶提供高精度的預測服務，預測準確率可在國家標準要求基礎上提升3%—7%。更高的預測精度意味著電網常規(guī)電源備用容量的降低，按照平均功率預測精度提升5%測算，1億千瓦的風電可減少500萬千瓦的備用，相當于節(jié)約了一個大型核電站。

　　新供給：新增電源超八成為非化石能源

　　“清潔低碳是構建新型電力系統(tǒng)的核心目標，加快能源結構轉型、促進能源低碳發(fā)展是新型電力系統(tǒng)建設的重要任務。”南方電網公司戰(zhàn)略總監(jiān)、戰(zhàn)略規(guī)劃部總經理鄭外生表示，南方電網公司積極發(fā)揮電網資源優(yōu)化配置平臺作用，推動能源供給側結構優(yōu)化調整，全力做好新能源并網服務，推動新型儲能規(guī)模化應用，促進清潔能源科學消納。

　　能源結構更綠色。南方電網公司堅持集中式和分布式、陸上與海上并舉，推動風電、光伏規(guī)模大幅提升，西南水電基地加快開發(fā)和沿海核電安全穩(wěn)妥發(fā)展。截至2023年9月，南方五省區(qū)非化石能源裝機達2.7億千瓦，占電源總裝機比重的59%;新能源裝機突破1億千瓦，占電源總裝機比重24%，新能源裝機較2020年實現翻番。

　　新能源并網更高效。新能源發(fā)得出，還要供得上、用得好。南方電網公司積極服務新能源并網，大力簡化并網手續(xù)，優(yōu)化服務流程，大幅縮短辦理時限，建成新能源管理信息系統(tǒng)，實現新能源并網服務“一網通辦、一網通查、一網通答”。35千伏及以上、10千伏、380伏電壓等級接入的新能源項目并網服務全環(huán)節(jié)辦理時間分別壓減至34個、24個、15個工作日，服務新能源“應開盡開、應并盡并、能并快并”。

　　抽蓄電站規(guī)模更大。抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)目前技術最成熟、經濟性最優(yōu)的綠色低碳清潔靈活調節(jié)電源。目前，南方電網公司累計在運抽水蓄能電站7座，總裝機容量1028萬千瓦，今年迎峰度夏期間日發(fā)電量首次突破5000萬千瓦時，有效保障了能源電力供應。今年，南方電網公司新開工建設廣東肇慶浪江、惠州中洞、梅州二期和廣西南寧4座抽水蓄能電站，總裝機容量480萬千瓦，開工數量和規(guī)模創(chuàng)歷史新高。

　　新型儲能發(fā)展更快。新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)建設的關鍵技術和重要裝備。南方電網公司積極推動新型儲能多場景應用，推動新型儲能規(guī)模化發(fā)展布局，申報建設新型儲能領域國家制造業(yè)創(chuàng)新中心。截至2023年6月，南方區(qū)域新型儲能裝機達到128萬千瓦，并建成投產梅州寶湖儲能電站等一批標志性項目。

　　新消費：負荷側既消費電能又生產電能

　　能源消費綠色化、低碳化是新型電力系統(tǒng)實現經濟高效、供需協(xié)同的重要舉措。

　　因地制宜推廣電鍋爐、電氣廚房、電釀酒，大力推進“新電氣化”;加速充電基礎設施建設，使充電樁實現“鄉(xiāng)鄉(xiāng)通”;加快虛擬電廠建設，整合散落的電力負荷進行靈活的削峰填谷……南方電網公司積極推動構建節(jié)約高效的能源消費體系，目前已基本建成現代供電服務體系，打造國際一流用電營商環(huán)境，推動終端能源清潔低碳高效利用，南方五省區(qū)電能占終端能源消費比重達33%，比全國高出約5個百分點。

　　在新型電力系統(tǒng)背景下，電力系統(tǒng)調控運行模式正由傳統(tǒng)的“源隨荷動”向源網荷儲多元智能互動轉變。工業(yè)可調控負荷、電動汽車、儲能等負荷側資源不再是單純消耗電能的“消費者”，而是既消耗電能又可生產電能的“產消者”。比如，電動汽車可以在用電低谷時充電，在用電高峰時向電網放電。

　　今年7月，深圳最高用電負荷提前突破2100萬千瓦。為保障電力穩(wěn)定供應，當地多個電動汽車充電站通過南方電網公司分布式源荷聚合服務平臺進行調控，僅耗時25秒便實現車網互動的精準調節(jié)。

　　南方電網公司分布式源荷聚合服務平臺是我國首個區(qū)域級虛擬電廠。在這個平臺上，廣東、廣西、海南等省區(qū)的新型儲能、電動汽車充換電設施、分布式光伏、工商業(yè)可調節(jié)負荷、樓宇空調等各類分布式電力資源聚合在一起，聚合的電力規(guī)模超過了1萬兆瓦，其中可調節(jié)能力2312兆瓦，相當于投產7座220千伏變電站。

　　“在調度中心發(fā)出指令后，這個平臺的各種資源可在30秒內完成調度，響應能力已基本接近實體電廠。”南方電網公司新興業(yè)務部副總經理鄭意說，作為電網調節(jié)的智能管家，虛擬電廠能夠整合電網中散落的電力負荷，進行靈活的削峰填谷，是新型電力系統(tǒng)建設中不可或缺的一環(huán)。

　　此外，南方電網公司建成電力需求響應平臺，不斷豐富完善日前、日內、小時級、分鐘級等削峰、填谷交易品種，以市場化機制引導用戶主動參與削峰填谷。截至2023年6月，南方電網需求響應能力突破1100萬千瓦，各省區(qū)需求響應能力均超最大負荷的5%。

　　新機制：市場機制引導源網荷儲協(xié)同發(fā)展

　　市場體制機制是構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。南方電網公司積極推進南方區(qū)域電力市場建設，推動多層次市場的協(xié)同運行，利用市場機制引導源網荷儲協(xié)同發(fā)展、挖掘靈活資源調節(jié)潛力、促進電力安全可靠供應和新能源高效消納。

　　南方(以廣東起步)電力現貨市場是全國首個投入試運行的電力現貨市場。2019年，在全國率先啟動按日、按周結算試運行，2021年11月起，順利進入連續(xù)結算運行。試運行期間，南方電網保持安全穩(wěn)定，市場主體高度活躍，區(qū)域市場出清量價，合理反映電力供需和一次能源價格走勢。來自廣東電力現貨市場的數據顯示：2021年11—12月，煤價高企、電力供應緊張，現貨均價漲至0.682元/千瓦時。2022年5—6月，煤價回落、電力供應能力提升，現貨均價回調至0.432元/千瓦時。

　　在電力現貨市場中，市場價格與發(fā)電成本聯動、反映市場供需關系，隨行就市，能漲能跌，供應緊張時能有效激勵發(fā)電積極性。以2022年7月的數據為例，在持續(xù)高溫天氣影響下，用電量持續(xù)增長，廣東電力現貨價格最高超過1元/千瓦時，極大地激發(fā)了發(fā)電側發(fā)電的熱情，有效發(fā)揮市場機制保供作用。

　　在加快建設全國統(tǒng)一大市場的背景下，南方電網公司于2022年7月啟動南方區(qū)域電力市場試運行，成為全國首個進入試運行的區(qū)域市場。經過多輪測試、優(yōu)化，南方區(qū)域電力市場已基本具備電力現貨跨省區(qū)交易條件，預計今年年底前將實現結算試運行，電力現貨交易將覆蓋廣東、廣西、云南、貴州、海南等五省區(qū)。今年開始，新能源也加入了現貨交易。今年上半年，廣東新能源發(fā)電參與電力現貨市場交易電量34.1億千瓦時，同比增長210%。

　　“新型電力系統(tǒng)面臨更頻繁的供需波動，如何經濟高效地平衡供需將成為巨大挑戰(zhàn)。區(qū)域電力市場將通過價格信號引導市場主體行為，實現供需自平衡，提高電力系統(tǒng)運行的決策效率。”南網總調黨委委員、副總經理蔡葆銳介紹，當新能源大發(fā)、市場需求減少，現貨價格走低，此時火電發(fā)電收益少，用戶用電成本極低甚至為零，火電會主動少發(fā)、用戶多用;當新能源開發(fā)、市場需求增加，現貨價格走高，此時火電發(fā)電能獲得較高收益，用戶用電成本高，火電會主動多發(fā)、搶發(fā)，用戶會主動少用。發(fā)用電兩側積極響應價格信號，可實現用電、火力發(fā)電、新能源發(fā)電之間的相互協(xié)同。

　　中國經濟導報、中國發(fā)展網訊 彭文蕊、楊雄平、王科、申展、記者皮澤紅報道