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青海如何做到不弃光?电网科学规划是重点

国际太阳能光伏网  来源:国家电网杂志  日期:2017-07-17

6月18日,国网青海省电力公司召开新闻发布会对社会宣布,国家电网公司自6月17日0:00至23日24:00,连续7天合计168小时内,全部以太阳能、风能及水力发电供应全省用电。其中,78.3%的电力供应来自水电,21.7%的电力供应来自新能源。

众所周知,青海水电资源丰富,太阳能资源得天独厚,是国家重要的区域能源接续基地。2010年,青海省委省政府将光伏产业列为全省十大重点产业之首加以扶持,掀起了光伏电站建设的高潮。“十二五”以来,青海太阳能发电以平均每年100万千瓦的速度有序增长,年均增速达58%,实现了建成光伏电站全部并网。

截至2017年5月底,青海电网总装机容量2345万千瓦,可再生能源装机1943万千瓦,占全省装机总容量的82.8%。其中,水电1192万千瓦,占全省装机总容量的50.8%;光伏682万千瓦,占全省装机总容量的29.1%;风电69万千瓦,占全省装机总容量的2.9%。

规划引领科学发展

新能源消纳是一个世界性难题,而青海省实现了建成光伏电站全部并网,这是一个了不起的成绩。然而,任何看似一帆风顺的发展,背后都有着莫大的付出和努力。

青海电网光伏并网以规模化、集中式接入为主,主要分布在海西州、海南州。

鲁能共和光伏发电站位于海南州“千万千瓦级新能源”光伏基地,占地面积约39.73公顷,总装机容量2万千瓦,站长苏岳介绍说,这座光伏电站于2015年9月29日开工建设,当年12月23日投产发电,历时85天,实现了当年开展前期、当年备案、当年开工建设、当年投产发电的“四个当年”目标。

从2015年建成以来到现在,完成发电量5287万千瓦时。苏岳说,该公司规划再增加3万千瓦容量。

这只是青海省海南州光伏基地的一个缩影。青海省海南州发改委能源科科长杜金亮告诉记者,海南州光伏产业从2011年开始起步,经过近6年的发展,已经从无到有、从小到大,成为海南州的一个优势产业,目前总装机容量达到347.5万千瓦,实现并网322.5万千瓦。根据规划,这个光伏基地总面积为609平方公里,总装机容量1776.5万千瓦,而这个规划从2012年开始,经过了不断修订和完善。

对规划的重视不是海南州独有的现象。青海省能源局局长郭顺宁表示,青海省之所以没有出现弃光现象,很大程度上归功于科学规划、有序发展。

“十二五”以来,青海提出了按照“大集团引领、大项目支撑、集群化发展、园区化承载”思路,大力培育和发展光伏产业。《青海省太阳能综合利用总体规划》《青海省格尔木市新能源示范城市规划》《青海省人民政府办公厅关于促进青海光伏产业健康发展的实施意见》等一系列光伏产业规划以及相关扶持政策出台,吸引了发电企业和民营资本纷纷进入青海太阳能发电市场。

正是凭借科学规划,青海已成为目前世界上大规模并网光伏电站最集中的地区之一。在太阳能发电装机以“一年100万千瓦”快速增长的情况下,2015年之前,青海没有出现弃光现象。

电网建设协调发展

然而,2015年,青海首次出现弃光现象,弃光率3.2%(不超过5%即为基本不弃光)。主要原因是输送断面能力不足。“目前,青海新能源输送主要依托海西、宁月两个外送通道,其中海西外送通道还承担着新疆火电和西藏水电送出任务,断面极限160万千瓦;宁月外送通道输电极限465万千瓦,现有省内通道能力无法满足新能源的送出需求。此外,由于西北地区各省富余电量均跨区外送,难以借用现有跨区通道大量外送青海新能源。”国网青海电力调度控制中心调度计划处处长徐有蕊说。

为解决这个难题,国网青海电力以电网规划引领新能源有序发展,每年滚动开展电网接纳能力研究。“‘十二五’以来,围绕海西、海南地区新能源发展情况,全力推进电网建设。累计投资136亿元,占电网总投资的30%以上。陆续建设17项新能源汇集送出工程、10项直接服务新能源消纳的主网输变电工程。”国网青海电力发展策划部副主任张桂红说。

2017年,国网青海电力计划开工日月山—海西—柴达木串补工程,建成后输送能力将至少提高120万千瓦。

以规划引领的电网建设,在推进新能源并网及消纳上起到了至关重要的作用。

但是,本地消纳能力不足也是影响光伏发展的瓶颈之一。据测算,2017年末青海新能源装机总规模将突破976万千瓦,同比增长26%,而2017年预测用电量665亿千瓦时,增长率仅4.88%,新能源装机容量增长远超出用电量增长。预计2020年最大盈余电量超过570亿千瓦时,消纳将面临更加严峻的挑战。

无论是从外部环境、内部要求还是自身发展规律看,增供扩销、电能替代工作都刻不容缓。2016年,国网青海电力推动青海省最大的铝业公司桥头铝电5台12.5万千瓦燃煤自备机组全部关停拆除;国网青海海西供电公司在海西州政府、格尔木市政府的支持下,通过海西光伏企业与盐湖化工直接交易,促成5万千瓦燃煤自备机组停运。这两家自备电厂全年减少排放168万吨,增加售电量约30亿千瓦时。

2017年,国网青海电力重点推进三江源玛多县及环青海湖电能替代整体示范区域和清洁能源供暖示范项目建设,主推青海经济社会创新、绿色、协调发展,计划在省内推广电能替代项目293个,替代负荷37.7万千瓦,实现替代电量目标19亿千瓦时。

市场交易拓展消纳空间

电力体制改革一个很重要的方向就是建立市场化机制,解决新能源消纳问题。今年全国两会上,代表们纷纷呼吁,要加快建设全国统一电力市场,打破省间交易壁垒,推进电力直接交易,推动可再生能源电力的市场化交易。

自2016年4月6日青海电力交易中心有限公司挂牌成立以来,在政府有关部门的指导下,规范开展市场化交易运营,依托电力交易平台,让供需双方直接对接,实现了电力资源的高效、优化配置。2016年,青海省共组织电力直接交易16批次,交易电量117亿千瓦时,降低用户用电成本3.6亿元。值得一提的是,2016年,全省共计182家发电企业参与了电力直接交易,在成交电量中,太阳能发电占比6%,有力推动了清洁能源的消纳。

2017年1月,由青海省政府主导,青海电力交易中心有限公司组织实施了“电解铝用户与发电企业年度双边直接交易”“海西地区电力用户与新能源发电企业年度集中撮合电力直接交易”“省内其他电力用户与新能源发电企业年度电力直接交易”三个批次,开展2017年度电力直接交易,共有220家发电企业、52家大用户成功参与交易,交易电量234亿千瓦时,达到去年省内发电量的45%。其中,利用省内电力交易平台,促成省内新能源与大用户开展直接交易,预计2017年直接交易电量将达到75亿千瓦时,占新能源总发电量的60%,稳定了省内消纳市场。

除了省内交易外,区域电网统一调控不断加强,西北地区内部的调峰互济即是典型代表。根据陕西、宁夏负荷发电与青海省的互补特性,自2016年年初开始,国网青海电力实施省际调峰互济。在调峰互济之外,如果还有富余电量,则通过现货市场,外送华中及华东地区省份。今年1~5月份,国网青海电力共完成调峰互济43笔,减少光伏调峰限电1.66亿千瓦时;完成现货交易173笔,调峰电量1.89亿千瓦时。

除此之外,国网青海电力积极开拓外送市场,有效利用现有输电通道能力,与陕西、湖北、江苏等省份开展外送交易。2016年新能源外送电量6.74亿千瓦时。今年1~5月,完成向陕西外送2.31亿千瓦时,湖北1.37亿千瓦时,江苏1.18亿千瓦时,预计2017年外送新能源电量10亿千瓦时。

技术进步提升消纳水平

目前,国网青海电力开发了国际首套新能源并网实时柔性控制系统,依据电网负荷和发电的动态过程,实时监控通道送电裕度,并自动调整新能源发电控制指令,最大限度利用通道输送能力。通过这项技术,新能源接纳能力提升了8%,对应提高120小时年度利用小时数。

国网青海电力联合成立“青海省光伏科研中心”,组织全领域攻关团队,为保障新能源消纳提供全面技术支撑。目前已完成新能源并网发电领域国家项目3项、青海省项目4项,取得标准、专利等成果127项,出版科技专著4部;获得青海省科技进步奖2项、国家电网公司科技进步奖2项。

目前,光伏并网技术重点实验室已启动国内数据和应用功能最全的清洁能源大数据中心建设,2017年底全面建成。中心面积将达8900平方米,年数据存储量150T,计算能力10万亿次/秒,达到西北领先水平,全网光伏短期功率预测准确率94%以上,省内数值天气预报分辨率3×3公里,拥有光伏电站故障智能诊断、功率预测、行业对标等多种高级功能,将为政府、发电企业、电网企业、设备制造企业提供全面的数据支撑和技术支撑。

将于年底建成的智能微电网运行控制示范基地占地面积达9000平方米,位居国内领先水平。基地包含风、光、水、储多种分布式电源以及多种类型负荷,可开展虚拟同步、联合控制、能量管理等多个技术领域的研发试验,为并网型和离网型分布式电源的发展提供有力支撑。

青海省科技厅厅长解源表示,通过光伏并网技术重点实验室建设,青海打造了国内首个开放式、多元化、现代化、全覆盖的青海光伏产业科研平台,全面提升了我国太阳能发电资源规模化开发应用软实力。

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