河北省保定市徐水區(qū)的童莊村是當(dāng)?shù)芈劽姆植际焦夥l(fā)電村。從2016年開始，童莊村許多老鄉(xiāng)家的空閑屋頂陸陸續(xù)續(xù)披上了光伏“鎧甲”。

光伏電池板不僅是澎湃電力的來源，也是推動實現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的具象。以低碳、高效的新能源為重要引擎，驅(qū)動能源電力行業(yè)走上綠色化轉(zhuǎn)型升級之路勢在必行。

新能源 新變化 分布式新能源滲透率逐步走高

在河北保定，得益于自然資源優(yōu)勢和新能源產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，新能源發(fā)展方興未艾。而“碳達(dá)峰 碳中和”目標(biāo)的提出，勢必促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展再上臺階。

作為世界自然基金會確定的中國首批兩個低碳試點(diǎn)城市之一，保定目前擁有光電、風(fēng)電、節(jié)電、儲電、輸變電和電力電子等特色產(chǎn)業(yè)體系。2020年12月18日至19日，保定市人民政府和華北電力大學(xué)聯(lián)合舉辦“3060”新時代能源電力創(chuàng)新發(fā)展大會，承諾“到2025年全市單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降65%左右，非化石能源占一次性能源消費(fèi)比重達(dá)到25%，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量大幅上升?！?/p>

實際上，自2008年1月首座新能源廠站并網(wǎng)以來，保定新能源裝機(jī)容量已連續(xù)13年高速增長。僅以分布式光伏為例，其裝機(jī)容量從2014年的0.13萬千瓦井噴至2020年的130.5萬千瓦，6年時間增長了1000倍。當(dāng)大量分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)接入后，電網(wǎng)呈現(xiàn)“分布式新能源滲透率”逐步增高的新變化。

這里的“分布式新能源滲透率”，指的是電網(wǎng)分布式新能源裝機(jī)容量與平均最大負(fù)荷的比值。滲透率越高，電力供需平衡越難以維持，電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險越多，對用戶供電的不利影響也越大。

截至2020年底，國網(wǎng)保定供電公司轄區(qū)內(nèi)的分布式新能源滲透率已達(dá)23.31%。按照當(dāng)前的發(fā)展規(guī)模和速度，預(yù)計到“十四五”末，保定電網(wǎng)分布式新能源裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到406萬千瓦，滲透率將超過50%。

新形勢 新挑戰(zhàn) 傳統(tǒng)電網(wǎng)面臨運(yùn)行和管理雙重壓力

分布式新能源滲透率高，意味著電網(wǎng)運(yùn)行面臨一系列新挑戰(zhàn)。

首先，是對電能生產(chǎn)和消費(fèi)動態(tài)平衡的挑戰(zhàn)。電網(wǎng)時刻保持動態(tài)平衡，電網(wǎng)企業(yè)通過預(yù)測次日負(fù)荷，再輔以實時微調(diào)，實現(xiàn)發(fā)電量與用電量的精確平衡，這種電能產(chǎn)消模式叫“源隨荷動”。新能源大規(guī)模接入后，改變了原有“源隨荷動”產(chǎn)消模式，因其隨機(jī)性大、波動性強(qiáng)，出力調(diào)節(jié)能力弱，容易引發(fā)電力“產(chǎn)消失衡”。

其次，是對電網(wǎng)抗風(fēng)險能力的挑戰(zhàn)。分布式新能源高滲透率改變了傳統(tǒng)電網(wǎng)，將電能由“單向傳輸”模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的“雙向傳輸”，配網(wǎng)有源化特征日益明顯，電網(wǎng)運(yùn)行特性及指標(biāo)參數(shù)發(fā)生新變化，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)對有源配電網(wǎng)適應(yīng)性不足，降低了電網(wǎng)的抗風(fēng)險能力。

最后，是對優(yōu)質(zhì)供電和安全用電的挑戰(zhàn)。持續(xù)穩(wěn)定的高質(zhì)量電能，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，特別是對精密加工、半導(dǎo)體芯片等行業(yè)意義重大。但當(dāng)大量分布式新能源集中接入時,接入?yún)^(qū)域的電壓就會升高，直接影響附近區(qū)域電能質(zhì)量，也對電網(wǎng)安全運(yùn)行提出挑戰(zhàn)。

新機(jī)遇 新舉措 主動探索新型分布式新能源管理模式

近年來，國網(wǎng)保定供電公司開始積極探索新型分布式新能源管理模式。

試水可觀可測技術(shù)，為電力供需平衡提供支撐保障。早期，分布式新能源出力情況無法采集，不能評估其對次日負(fù)荷的影響，導(dǎo)致負(fù)荷預(yù)測精度較低。2020年開始，國網(wǎng)保定供電公司應(yīng)用“用電信息采集系統(tǒng)”的HPLC寬帶電力載波技術(shù)，感知分布式新能源用戶運(yùn)行信息，進(jìn)而提高了負(fù)荷預(yù)測精度，有效緩解了分布式新能源發(fā)電的隨機(jī)性對電力供需平衡的影響。

推行可調(diào)可控試點(diǎn)，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。2019年6月，國網(wǎng)保定供電公司在徐水試點(diǎn)應(yīng)用“基于5G的戶用分布式新能源出力控制系統(tǒng)”。目前已實現(xiàn)低電壓等級并網(wǎng)分布式新能源可調(diào)可控，保障了新能源并網(wǎng)電壓穩(wěn)定合格，提高了電網(wǎng)的抗風(fēng)險能力。接下來，國網(wǎng)保定供電公司還將持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用的廣度和深度，提升分布式新能源高滲透率下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

暢通新能源外送渠道，提升分布式新能源接納能力。國網(wǎng)保定供電公司將集中式新能源場站管理經(jīng)驗推廣應(yīng)用在分布式新能源領(lǐng)域，健全電網(wǎng)承載力測算分析機(jī)制，依據(jù)測算結(jié)果定制承載力區(qū)位圖，為分布式新能源有序接入提供科學(xué)指導(dǎo)。在承載力薄弱的地區(qū)，該公司持續(xù)開展電力線路過載治理，疏通“擁堵”的新能源外送通道，大力建設(shè)新能源外送通道。2020年7月，位于保定淶源的220千伏泉峪輸變電工程竣工投產(chǎn)，有效緩解了保定西北部山區(qū)新能源接入壓力。

面對分布式新能源加速發(fā)展的新形勢、新挑戰(zhàn)，國網(wǎng)保定供電公司將繼續(xù)積極探索，大膽創(chuàng)新，努力打造可借鑒、可復(fù)制、可推廣的分布式新能源低碳高效發(fā)展的“保定模式”，為“碳達(dá)峰 碳中和”目標(biāo)實現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。