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绿电7日 ——青海连续7天全清洁能源供电调查
2017-07-04 11:47:36 来源:国家电网报社 作者: 【 】 浏览:30次 评论:0

        6月26日正午,距青海西宁市150多公里的海南藏族自治州共和县塔拉滩上,一大片光伏面板整齐排列,宛若蓝色的海洋。这里是龙羊峡水光互补电站,是正在崛起的青海千万千瓦级新能源基地的组成部分。6月17日至23日,青海省连续7天实现全清洁能源供电,龙羊峡水光互补光伏电站凭借创新型水光互补调节技术,使得发出的光伏电能更加稳定,有效助力这次实践。

        国内首次也是国际上持续时间最长的“绿电7日”实践结束后,受到广泛关注。在全球能源转型的进程中,青海的这次实践留下了重要的足迹。国家电网公司董事长舒印彪在2017夏季达沃斯论坛上说,青海省开展的连续7天全清洁能源供电测试,取得了圆满成功,对中国乃至全球能源转型都具有标志性意义。

        为什么是青海?

        青海地处青藏高原东北部,是黄河、长江和澜沧江的发源地,也是全国13大水电基地之一。这里日照充足,并有大面积戈壁,发展光伏发电产业的条件得天独厚。正因此,2016年8月习近平总书记视察青海时,提出了“使青海成为国家重要的新型能源产业基地”的战略要求。

        “要打造国家重要的新型能源产业基地,我们自身能否实现全部清洁能源供电,需要实践检验。”国网青海省电力公司总经理全生明说,从青海的能源结构特点和电网技术水平看,可以做一次短期的尝试。

        青海省能源局能源一处处长独金萍告诉记者,“十二五”以来青海光伏发电装机以平均每年100万千瓦的速度增长,同时,关停了一些小火电机组和自备燃煤电厂,将火电占比压减至17%左右,且“十三五”期间不再规划火电机组。

        截至5月底,青海清洁能源装机达1943万千瓦,占全省装机总量8成以上,达到青海史上最大用电负荷的2.5倍。清洁能源装机的高占比,外加“大容量、小负荷”的供需特点,成为青海实现“绿电7日”的先决条件,这也是很多中东部省份难以开展类似尝试的重要原因。

        国网青海电力调度控制中心主任张洪平介绍,“绿电7日”期间,青海电网最大用电负荷736万千瓦,而新能源最大发电出力就达475万千瓦,在实现全清洁能源供电的同时做到了新能源高占比发电。

        青海清洁能源多能互补的集成优势在本次尝试中也得到充分彰显。6月26日,记者在国网青海电力调控中心看到,连续7天实际发电曲线显示,青海水电、光伏和风电之间互补特性明显。白天光伏大发时段,风电自然出力特性小,调度通过调节水电为光伏让出空间;其他时段由水电承担主力电源,风电提供重要电力补充。

        作为西北最大的水力发电企业,黄河上游水电开发有限责任公司近年在青海建成了世界最大的光伏电站——龙羊峡水光互补85万千瓦并网光伏电站。“我们将随机性、波动性、间歇性大的光伏电通过水光互补调节技术,调整为安全优质的‘虚拟水电’模式,实现电网运行更经济、安全和稳定。”该公司相关人员接受记者采访时说。

        仅凭青海一己之力能行吗?

        既然青海有这么多清洁能源发电装机,而用电负荷又不高,省内绿色电力能否完全实现自给自足?答案是否定的。

        张洪平介绍,青海6月阴雨天居多,光资源较差,如果出现极端天气导致光伏发电能力大幅缩减,可能造成水电无法调节,因此需依托大电网资源调配优势,以大电网大容量的交换能力为基础,外购西北区域内其他新能源电量。

        经与国家电力调控中心、北京电力交易中心及西北分中心、西北各省(自治区)电力交易中心提前协商,青海与西北各省(自治区)签订了全清洁能源供电期间的短期、实时购电框架协议及火电交易协议,保证清洁能源实时电力大于用电负荷。

        在国网青海电力调控中心,记者在高级工程师王茂春的带领下,通过大厅屏幕查看了6月17日到23日每一天的负荷变化曲线:除20日和21日外,其余5天调控中心都外购过宁夏、甘肃、陕西、新疆四省(自治区)的新能源电量。41笔交易合计购入电量0.67亿千瓦时,约占7天总用电量的5%。

        “这几天新能源的调控压力比较大,需要做好光伏、风电的超短期预测,以此决定是否需要外购电量进行补充。”王茂春说,仅6月18日一天,他们就组织了8笔新能源外购交易。

        “要是没有多方联动,没有跨省跨区的电力市场,这次尝试根本无法实现。”青海电力交易中心主任常华告诉记者,6月初确定开展“绿电7日”尝试后,青海电力交易中心以全部交易清洁能源为基本原则调整了当月所有交易计划。

        经多方协调,他们争得黄河水利委员会支持,在7天中把黄河上游水库出库流量调大,以增大省内水电发电份额;争得相关火电企业理解,压减火电至满足安全约束的最小开机方式,并将火电电量全部送至陕西;调整四川水电消纳计划,暂停购入四川水电。

        安全性和经济性如何兼顾?

        “安全压力大”是参与“绿电7日”各方的普遍反映。

        面对采访,全生明坦言:“其实我最初还是很担心的。”他最大的担心就是青海电网网架还比较薄弱,大电网安全能不能得到保证。

        当然,安全压力并不只在这一时。随着新能源超常规发展,大规模新能源发电并网对电力系统安全稳定运行的影响日益显现,其影响已从电能质量问题发展到大电网安全问题,同时也加剧了调峰问题的复杂性。

        还好,在这168小时里,整个电力系统经受住了考验,而且因为实际负荷水平低于预期,在青海省经信委电力处负责人看来,“如果不是这样,我们本来还可以做得更好,验证更多事情。”

        青海由于光伏产业起步早,新能源相关技术研发工作也走在了全国前列。“绿电7日”期间,国网青海电力通过应用新能源超短期预测技术、国际首套新能源并网实时柔性控制系统等一系列自主创新成果,成功掌控住了复杂的电网运行特性。

        另外,考虑到安全约束,“绿电7日”青海并未完全停运火电。华电大通发电有限公司将两台30万千瓦机组出力压减到50%参与调峰,为2003年机组投产以来的最低出力。该公司总经理贺新利说:“这对机组燃烧的稳定性以及人员的运行操作能力都是一大考验。”

        如何降低火电参与调峰造成的经济损失,是此次尝试前各方协调的焦点之一。

        记者在调查中了解到,按照国家能源局西北监管局印发的《西北区域发电厂并网运行管理实施细则》及《西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》规定,火电机组参与调峰有相应的补偿机制。国网青海电力此次是按火电标杆电价与调峰机组结算,消化了火电参与“绿电7日”增加的成本。

        常华表示,随着网架结构日益坚强,电网对火电机组最小开机方式依赖程度会进一步降低,将为促进清洁能源消纳提供坚强的保障。

        带来哪些经验启示?

        “绿电7日”是一次全清洁能源供电的有益尝试,它给我们带来哪些经验和启示?

        国家可再生能源中心主任王仲颖表示,在青海连续7天清洁能源供电过程中,国家电网公司充分发挥作用,协调西北地区不同省份之间的调度计划,打破省间利益壁垒,促进可再生能源在更大范围内消纳,打造了一个典型案例。

        “大电网、大市场”无疑是这个案例的关键词。全生明认为,对于青海这种能源资源与需求呈逆向分布的经济欠发达地区而言,“如果没有以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一大电网在全国范围进行资源优化配置,要进行类似的尝试很难。”

        “到2020年青海新能源发电装机容量规划超过2000万千瓦,要同步建设特高压通道,这已纳入国家能源发展规划。”独金萍说,“十三五”期间,青海将以电力直接交易等方式增强省内消纳清洁能源能力,同时,将建设落点在中部地区的全国首条全部输送清洁电力的特高压输电通道。

        依托大电网,本次尝试还灵活运用了多种市场交易品种,满足青海绿色电力供应需求。北京电力交易中心市场部副主任李竹认为,这有效检验了北京电力交易平台省间交易有关机制的有效性和灵活性,“经过总结完善,相关市场交易机制可以进一步推广,促进其他地区新能源的大范围消纳。”

        他同时表示,要提高全国新能源消纳水平,应进一步打破市场壁垒,在更大范围内优化配置资源;进一步完善有关交易机制,建立比较系统的新能源参与市场交易规则,做好市场交易与保障性收购的衔接,有效平衡新能源企业与常规发电企业的利益;进一步创新交易品种,增加交易频次,更好地适应新能源参与市场交易的特点。

        此外,在规划中合理布局各类电源,形成多能互补的清洁能源利用模式,是记者在调查中接触到的各方形成的一个共识。独金萍透露,青海正在做风电、光伏、光热储能、抽水蓄能多能互补协调发展送电的规划研究。

        7天的尝试,时间很短,短到投资建有几座小型光伏电站的阳光能源(青海)有限公司总经理罗乾甚至没有意识到发生了什么,事后他还是从手机监测软件里发现,那几天他的光伏机组最大出力都达到史上最高值。

        7天的尝试,意义非凡,在国际上,此前仅有葡萄牙电网于2016年实现107小时电力供应完全依赖可再生能源,而我国的这次尝试时间更长、光伏发电比例更高、供电难度更大。

        但正如贺新利所说的:“全国清洁能源的可持续发展,不能单靠青海这一次示范或者青海一个省的努力来解决,而要国家从整体层面上统筹规划,给予相关政策支持,把区位优势转化为经济优势,避免造成资源浪费。”

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