构建以新能源为主体的新型电力系统,对很多人来说,一定很期待这张全新的电力系统网络会是什么样子。
其实,在浙江,有这么一家供电公司,在构建新型电力系统方面已经先行一步,作了一系列探索。
先试先行雏形初现
从空中俯瞰浙江海宁尖山新区,大型企业屋顶几乎铺满了光伏板。
海宁尖山新区厂房屋顶上的光伏板|陈俊华 摄
今年3月31日,全国首个“源网荷储一体化示范区”和浙江首个“绿色低碳工业园建设示范区”在尖山新区挂牌成立。
示范区成立4个月来,成效显著——
在电源侧:在浙江率先建成光伏群调群控系统,部署就地控制终端,将分散的分布式光伏按照集群模式管理,不需要人工干预,系统通过算法帮助光伏输出的电压实时稳定,提升电能质量。上百座屋顶光伏发电站化零为整,成为一座“虚拟电厂”。在此基础上,尖山分布式光伏容量从22.4万千瓦增长到24.2万千瓦,增长8%。
电力员工为用户侧改造安装需求响应人机交互终端|张晨 摄
在电网侧:通过配电网改造,实现了配网自动化100%全覆盖。依托换流站和能量路由器,建成全国首套多端口直流微网。
在负荷侧:尖山新区出台浙江首个电力需求响应地方补贴政策,吸引了347家企业签约。更有2.18万千瓦时秒级可中断负荷,确保在电网遭受重大冲击时,能快速切断负荷,保证大电网的运行。
在储能侧:投运浙江首个用户侧“光伏+储能”项目,形成线路级、微网级、移动式等多场景储能综合应用体系,总装机达到1500千瓦。
全省首个光储柔直多端口直流微网在海宁尖山投运|陈俊华 摄
目前,尖山地区的源(分布式电源)网(电网)荷(用户负荷)储(储能)四侧都很强,打个比方,这好比人的四肢,四肢强不代表这个人就强,需要一个大脑,实现高效精准的协调。源网荷储协调控制系统就是这个大脑。
6月30日,海宁尖山源网荷储协调控制系统正式上线。
通过构建源网荷储协调控制系统,对分布式电源、配电网设备、可中断负荷、可调节负荷、智慧楼宇、电动汽车、储能电站等源网荷储四侧共15类资源进行统一调控,最终搭建一张海量资源被唤醒、源网荷储全交互、安全效率双提升的高弹性电网。该系统解决的核心问题,是提升电网对分布式新能源的出力预测精准度和消纳能力,提升电力系统全环节抗扰动能力和运行能效水平,实现新能源随机性、波动性下的电力电量平衡,提升电网能效水平和抗扰动能力,做到安全可靠、经济高效运行。
源网荷储一体化系统上线|吴亦冰 摄
至此,全国首个工业园区级“以新能源为主体的新型电力系统”雏形在海宁率先建成,实现了电源、电网、负荷(用户)、储能四侧资源聚合互联,电网安全稳定运行。
市场驱动加速企业低碳转型
5月14日,浙江首个地方性电力需求侧响应补贴政策在尖山新区出台。
施工人员在尖山新区安装直流路灯|陈俊华 摄
电力需求响应简单来说就是,当出现供应缺口时,通过市场化机制,引导电力客户短时减小用电负荷,政府再对这些主动让电的企业进行补贴。而尖山新区在省级补贴的基础上额外给予地方固定补贴。
夏季,正是用电高峰。“如果电网突发应急情况,需要我们分钟级需求响应,参与响应的10台非重要设备可以在30分钟内停止运行,可释放1500千瓦的运行总功率。”海宁永力电子陶瓷有限公司的负责人测算,按照现有补贴政策,在省级补贴2.4万元的基础上,企业还可获得1.2万元的地方补贴。目前尖山新区的347家企业已全部签约,可调节负荷达到9.8万千瓦。
同样,光伏+储能新政一出台,不少企业就跃跃欲试。5月24日,浙江首个用户侧“光伏+储能”项目——和金电子“光伏+储能”项目正式通电投运。该项目安装光伏容量800千瓦,配置储能100千瓦/276千瓦时,投运至今总收益超过10万元,减排二氧化碳接近百吨。
施工人员为“光伏+储能”项目中的储能设备安装接线|吴亦冰 摄
5月26日,尖山芯能微电网技术有限公司正式接入光伏群调群控系统。电能质量提升,产品良品率提升了近5%。
这看似简单的数字提升,意味用更少的原料、更少的能源就能生产更多更优质的产品,这是企业实现低能耗高产值绿色发展的必然选择。
“尖山模式”探索能源技术新路径
我国东部沿海地区工业发达,用能负荷比较大。尖山新区是我国分布式光伏等新能源起步最早、发展最快、密度最高的区域之一,同时产业以工业为主,共有规上企业150多家。2020年总产值404.17亿元,预计到“十四五”末,工业产值将突破1200亿元,成为一座“万亩千亿”的现代工业新城。
尖山新区大面积地面光伏板|陈俊华 摄
将尖山新区作为工业园区代表,具有示范意义。
通过建设“以新能源为主体的新型电力系统”,目前每年可消纳尖山新区本地新能源发电量5亿多千瓦时,占地区全社会用电量比例超过30%。按照一户每月用电200千瓦时计算,足够20多万户家庭使用一年,相当于一个中等县城的居民年用电量,折合年节约煤炭20多万吨,少排放二氧化碳近50万吨,新能源在整个能源体系中的作用由“替补”逐步转向“主力”。
尖山新区光伏、风力、垃圾焚烧新能源发电资源丰富|陈俊华 摄
“嘉兴是红船起航地,尖山将成为我们新型电力系统一个起步的号角。”经过实地考察后,清华大学能源互联网创新研究院副院长高峰认为尖山模式值得复制和推广。
如今,晶科能源、正泰新能源等光伏龙头企业已在海宁落户生产,还有总容量650兆瓦光伏发电和50兆瓦陆上风电。
未来已来,且让我们拭目以待。