利用大數據中心等負荷聚合商的儲能裝置,探索電網與負荷聚合商之間的市場化運作機制,既能有效緩解夏季用電高峰壓力,又能為負荷聚合商帶來收益,一舉多得。能源互聯網規劃設計、綜合能源服務管理、主動配電網、源網荷儲運行控制及商業模式應用等一整套系統化解決方案,打造了源網荷儲高效互動的浙江樣板。
年初以來,國網浙江省電力有限公司貫徹落實國家電網有限公司戰略目標,創新提出將構建能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網作為主陣地,讓傳統電網朝“源網荷儲柔性互動”方向升級,推動電力互聯網向能源互聯網轉型。多元融合高彈性電網在浙江的探索實踐正逐漸明晰路徑、向前鋪開。
8月25日,國網浙江省電力有限公司完善了能源互聯網形態下多元融合高彈性電網建設實施方案,優化了指標體系,進一步推進能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設。
9月1日,在湖州市小浦南方水泥廠區,湖州供電公司完成對該企業的最終踏勘,并將編制完成的秒級可中斷負荷接入企業工程技術方案交給施工方。秒級可中斷負荷用戶接入工程是能源互聯網形態下多元融合高彈性電網建設的要素之一。相比傳統的電網“一刀切”式負荷控制手段,該工程可精細化管理用電負荷,實現電源、電網、用戶三者友好互動。
國網浙江電力于今年年初提出建設能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網,半年來,多元融合高彈性電網在理論體系上已漸趨成熟,條理日漸清晰,相關試點實踐已在今夏電力保障中初顯成效。
多元融合高彈性電網符合能源清潔低碳發展需求
近年來,浙江經濟社會快速發展,電力需求持續增長。8月25日,浙江全社會最高用電負荷達到9268萬千瓦,年內第7次創下歷史新高,比去年最高值增長8.82%。據預計,2021年浙江全社會最高用電負荷或將突破一億千瓦。2018年、2019年兩次一般工商業降電價及2020年階段性降價,預計能累計為浙江省企業節省電費支出近300億元,在有效支持經濟社會發展的同時,進一步加重了國網浙江電力的經營壓力。多年最高用電負荷增長,疊加電量增速和電價“雙降”因素,依靠規模擴張來滿足用電需求增長的發展模式已經難以為繼。
同時,浙江省內擁有13類電源,但需求側聯動手段匱乏,海量資源仍處于沉睡狀態。風電、光伏發電等清潔能源機組及外來電力不參與省內調峰,造成系統調節能力下降。在電力體制改革不斷深化的進程中,電源側調節能力不斷下降,電網側安全紅線不斷箍緊,負荷側交互機制能力尚未成熟,儲能側可利用設施配置少、難利用、無政策支持,電網面臨源荷缺乏互動、安全依賴冗余、平衡能力縮水、提效手段匱乏問題。
與之對應的是,當前我國單位國內生產總值能耗水平依然遠高于127克標準油/美元的世界平均水平,能效提升需求迫切。
作為《巴黎協定》承諾的一部分,我國計劃到2030年單位國內生產總值碳排放量比2005年下降60%至65%,大力發展清潔低碳能源勢在必行。能源發展面對著保障能源安全、推動低碳發展、降低用能成本的難題。
“四個革命、一個合作”能源安全新戰略提出,要樹立勤儉節約的消費觀,加快形成能源節約型社會。在公司戰略目標框架下,國網浙江電力積極探索能源生產和消費革命在省級電網的實施路徑,創新提出建設能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網,加快推動構建清潔低碳、安全高效的能源體系,提高全社會能效水平,助力浙江高水平全面建設小康社會。
根據規劃,能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網是能源互聯網的核心載體,是海量資源被喚醒、源網荷儲全交互、安全效率雙提升的電網,以提高能效水平促清潔低碳發展、以提升電網輔助服務能力促精準高效投資、以喚醒資源促提質增效高質量發展,調動內外資源、優化調節模式,更好適應外來電高比例受入、清潔能源大規模并網、各種能源互聯互通互濟的發展趨勢,大幅提高能源資源廣域優化配置能力和社會綜合能效水平。
喚醒沉睡資源 豐富電網發展“多元”內涵
近年來,電力行業發展面臨深刻變化。在浙江,變電站站址和線路廊道資源日趨緊張,但現有存量廊道資源開發潛能巨大;電源側和電網側主動滿足日益增長的用電需求,而用戶側參與性不足,儲能側因為缺少政策疏導機制發展受到制約,源網荷儲未能高效互動;準入、交易、結算等市場機制有待完善;清潔能源發展隱性成本疏導、社會綜合能效評價等缺少政策支持。
國網浙江電力提出建設能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網,讓有利于提升電網安全水平、運行效率以及提升全社會能效水平的技術、市場等元素參與電網建設運行,構建能源生產、輸配、消費等多端互通、高效互動的體制機制,推動電力互聯網向能源互聯網轉型。
從電網側、用戶側協同喚醒海量沉睡資源,是建設能源互聯網形態下的多元融合高
彈性電網的重要內容。數據顯示,2019年,浙江全省尖峰負荷中最高的5%累計持續時間僅為27小時。為應對短時尖峰負荷進行的電網投資巨大,設備利用率低。“通過市場化手段,讓用戶主動參與負荷調節,將大大減少低效率電力投資,降低用戶用能成本。” 國網浙江電力發展部規劃二處副處長張笑弟說。
9月1日一早,嘉興市民廉海平來到春曉公園公共有序充電站查看自家新能源汽車的充電情況:“智能預約低谷時間充電,費用便宜一半,還能幫助電網減壓。”“用戶主動改變用能習慣,推動能源由精細開發向精細使用轉變,不僅讓能源使用效率更高,也倒推能源生產效率提升。”張笑弟說。
技術賦能是能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設的重要實施路徑。今年,浙江全省已完成24條220千伏及以上瓶頸線路動態增容改造,提升輸送能力240萬千瓦。通過動態增容改造,電網企業可以在線實時計算線路斷面,在保安全的同時最大限度提高線路輸送能力,做到安全和效率兼顧。
喚醒更多沉睡資源,國網浙江電力不斷豐富“多元”內涵,從技術、市場、政策、組織、數字等方面賦能高彈性電網發展,初步形成了“四梁八柱”的體系架構。其中,“四梁”指源、網、荷、儲四個電力系統核心環節,“八柱”指為“四梁”賦能的八方面業務功能。通過這個架構,該公司調動多方面元素賦能電網,讓電網具有高承載、高互動、高自愈、高效能四大核心能力。
為深入推進能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設,國網浙江電力推動理論架構和制度體系建設,構建了涵蓋彈性指數、能效指數、能量互聯指數三個核心指數、近50項量化指標的高彈性電網發展指標體系。三個核心指數直觀呈現高彈性電網發展理念和成效水平:彈性指數衡量電網互動水平、承載水平和自愈水平,能效指數衡量效益釋放、效能提升、市場開放和配套機制,能量互聯指數衡量資源配置水平、能源互聯網演進程度和數字化支撐能力。
多場景應用 源網荷儲高效互動未來可期
理論研究持續深化的同時,實踐應用也在先行先試。
在杭州市余杭區,當地供電公司搭建了柔性負荷調節系統平臺,在負荷高峰期間輸入需要削減的負荷值,一秒“邀約”用戶響應柔性負荷調節,通過安裝在機房的柔性負荷調節裝置,實現一萬千瓦城市樓宇空調功率短時下調,響應負荷尖峰調峰需求。
通過自由簽訂“長期固定補貼+實時補貼報價”等多類交易合同,今夏,國網浙江電力挖掘100萬千瓦秒級可調節負荷,以用戶側負荷資源多場景規模化響應和精細化落實緩解電網調峰壓力,形成“需求彈性、供需協同”的“海綿城市電網”,延緩電網配套設施建設投資速度,減少投資量。
8月19日14時,杭州全社會用電負荷達到1700萬千瓦,逼近杭州電網供電極值。同一時間,位于蕭山區的電信杭州分公司大數據中心“應約”啟用不間斷電源關閉主電源,讓出了10500千瓦負荷,有效緩解尖峰時段電網壓力。利用大數據中心等負荷聚合商的儲能裝置,探索電網與負荷聚合商之間的市場化運作機制,既能有效緩解夏季用電高峰壓力,又能為負荷聚合商帶來收益,一舉多得。
在海寧尖山,能源需求高峰時段,儲能設備由儲能轉為供能狀態,智能樓宇調節柔性負荷……能源互聯網規劃設計、綜合能源服務管理、主動配電網、源網荷儲運行控制及商業模式應用等一整套系統化解決方案,打造了源網荷儲高效互動的浙江樣板。
國網浙江電力堅持目標導向、問題導向和結果導向,因地制宜、先行探索,分階段、分步驟擘畫發展藍圖。根據計劃,到今年年底,浙江高彈性電網具備全方位向能源互聯網演進基礎;到2023年,國網浙江電力喚醒百萬千瓦級互動資源,瓶頸設備100%在線動態增容,清潔能源消納隱性成本和負荷互動成本全疏導,延緩電網投資20%,助力全社會用能成本降低,基本建成多元融合高彈性電網;到2030年,浙江單位GDP能耗達到國際領先水平,冷熱電氣各種能源互聯互動、高效耦合,全面建成多元融合高彈性電網。
未來,全景式即插即用系統的廣泛覆蓋,將讓用戶自由開發身邊可再生資源,能源轉換后 “一插入網”。直流配電網、微電網和大電網之間“柔性投切”,讓用電區域既能發揮自身效能優勢,又可以得到大電網可靠保障……可以預見,在能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網中,源網荷儲高效互動將成為現實場景。
年初以來,國網浙江省電力有限公司貫徹落實國家電網有限公司戰略目標,創新提出將構建能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網作為主陣地,讓傳統電網朝“源網荷儲柔性互動”方向升級,推動電力互聯網向能源互聯網轉型。多元融合高彈性電網在浙江的探索實踐正逐漸明晰路徑、向前鋪開。
8月25日,國網浙江省電力有限公司完善了能源互聯網形態下多元融合高彈性電網建設實施方案,優化了指標體系,進一步推進能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設。
9月1日,在湖州市小浦南方水泥廠區,湖州供電公司完成對該企業的最終踏勘,并將編制完成的秒級可中斷負荷接入企業工程技術方案交給施工方。秒級可中斷負荷用戶接入工程是能源互聯網形態下多元融合高彈性電網建設的要素之一。相比傳統的電網“一刀切”式負荷控制手段,該工程可精細化管理用電負荷,實現電源、電網、用戶三者友好互動。
國網浙江電力于今年年初提出建設能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網,半年來,多元融合高彈性電網在理論體系上已漸趨成熟,條理日漸清晰,相關試點實踐已在今夏電力保障中初顯成效。
多元融合高彈性電網符合能源清潔低碳發展需求
近年來,浙江經濟社會快速發展,電力需求持續增長。8月25日,浙江全社會最高用電負荷達到9268萬千瓦,年內第7次創下歷史新高,比去年最高值增長8.82%。據預計,2021年浙江全社會最高用電負荷或將突破一億千瓦。2018年、2019年兩次一般工商業降電價及2020年階段性降價,預計能累計為浙江省企業節省電費支出近300億元,在有效支持經濟社會發展的同時,進一步加重了國網浙江電力的經營壓力。多年最高用電負荷增長,疊加電量增速和電價“雙降”因素,依靠規模擴張來滿足用電需求增長的發展模式已經難以為繼。
同時,浙江省內擁有13類電源,但需求側聯動手段匱乏,海量資源仍處于沉睡狀態。風電、光伏發電等清潔能源機組及外來電力不參與省內調峰,造成系統調節能力下降。在電力體制改革不斷深化的進程中,電源側調節能力不斷下降,電網側安全紅線不斷箍緊,負荷側交互機制能力尚未成熟,儲能側可利用設施配置少、難利用、無政策支持,電網面臨源荷缺乏互動、安全依賴冗余、平衡能力縮水、提效手段匱乏問題。
與之對應的是,當前我國單位國內生產總值能耗水平依然遠高于127克標準油/美元的世界平均水平,能效提升需求迫切。
作為《巴黎協定》承諾的一部分,我國計劃到2030年單位國內生產總值碳排放量比2005年下降60%至65%,大力發展清潔低碳能源勢在必行。能源發展面對著保障能源安全、推動低碳發展、降低用能成本的難題。
“四個革命、一個合作”能源安全新戰略提出,要樹立勤儉節約的消費觀,加快形成能源節約型社會。在公司戰略目標框架下,國網浙江電力積極探索能源生產和消費革命在省級電網的實施路徑,創新提出建設能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網,加快推動構建清潔低碳、安全高效的能源體系,提高全社會能效水平,助力浙江高水平全面建設小康社會。
根據規劃,能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網是能源互聯網的核心載體,是海量資源被喚醒、源網荷儲全交互、安全效率雙提升的電網,以提高能效水平促清潔低碳發展、以提升電網輔助服務能力促精準高效投資、以喚醒資源促提質增效高質量發展,調動內外資源、優化調節模式,更好適應外來電高比例受入、清潔能源大規模并網、各種能源互聯互通互濟的發展趨勢,大幅提高能源資源廣域優化配置能力和社會綜合能效水平。
喚醒沉睡資源 豐富電網發展“多元”內涵
近年來,電力行業發展面臨深刻變化。在浙江,變電站站址和線路廊道資源日趨緊張,但現有存量廊道資源開發潛能巨大;電源側和電網側主動滿足日益增長的用電需求,而用戶側參與性不足,儲能側因為缺少政策疏導機制發展受到制約,源網荷儲未能高效互動;準入、交易、結算等市場機制有待完善;清潔能源發展隱性成本疏導、社會綜合能效評價等缺少政策支持。
國網浙江電力提出建設能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網,讓有利于提升電網安全水平、運行效率以及提升全社會能效水平的技術、市場等元素參與電網建設運行,構建能源生產、輸配、消費等多端互通、高效互動的體制機制,推動電力互聯網向能源互聯網轉型。
從電網側、用戶側協同喚醒海量沉睡資源,是建設能源互聯網形態下的多元融合高
彈性電網的重要內容。數據顯示,2019年,浙江全省尖峰負荷中最高的5%累計持續時間僅為27小時。為應對短時尖峰負荷進行的電網投資巨大,設備利用率低。“通過市場化手段,讓用戶主動參與負荷調節,將大大減少低效率電力投資,降低用戶用能成本。” 國網浙江電力發展部規劃二處副處長張笑弟說。
9月1日一早,嘉興市民廉海平來到春曉公園公共有序充電站查看自家新能源汽車的充電情況:“智能預約低谷時間充電,費用便宜一半,還能幫助電網減壓。”“用戶主動改變用能習慣,推動能源由精細開發向精細使用轉變,不僅讓能源使用效率更高,也倒推能源生產效率提升。”張笑弟說。
技術賦能是能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設的重要實施路徑。今年,浙江全省已完成24條220千伏及以上瓶頸線路動態增容改造,提升輸送能力240萬千瓦。通過動態增容改造,電網企業可以在線實時計算線路斷面,在保安全的同時最大限度提高線路輸送能力,做到安全和效率兼顧。
喚醒更多沉睡資源,國網浙江電力不斷豐富“多元”內涵,從技術、市場、政策、組織、數字等方面賦能高彈性電網發展,初步形成了“四梁八柱”的體系架構。其中,“四梁”指源、網、荷、儲四個電力系統核心環節,“八柱”指為“四梁”賦能的八方面業務功能。通過這個架構,該公司調動多方面元素賦能電網,讓電網具有高承載、高互動、高自愈、高效能四大核心能力。
為深入推進能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網建設,國網浙江電力推動理論架構和制度體系建設,構建了涵蓋彈性指數、能效指數、能量互聯指數三個核心指數、近50項量化指標的高彈性電網發展指標體系。三個核心指數直觀呈現高彈性電網發展理念和成效水平:彈性指數衡量電網互動水平、承載水平和自愈水平,能效指數衡量效益釋放、效能提升、市場開放和配套機制,能量互聯指數衡量資源配置水平、能源互聯網演進程度和數字化支撐能力。
多場景應用 源網荷儲高效互動未來可期
理論研究持續深化的同時,實踐應用也在先行先試。
在杭州市余杭區,當地供電公司搭建了柔性負荷調節系統平臺,在負荷高峰期間輸入需要削減的負荷值,一秒“邀約”用戶響應柔性負荷調節,通過安裝在機房的柔性負荷調節裝置,實現一萬千瓦城市樓宇空調功率短時下調,響應負荷尖峰調峰需求。
通過自由簽訂“長期固定補貼+實時補貼報價”等多類交易合同,今夏,國網浙江電力挖掘100萬千瓦秒級可調節負荷,以用戶側負荷資源多場景規模化響應和精細化落實緩解電網調峰壓力,形成“需求彈性、供需協同”的“海綿城市電網”,延緩電網配套設施建設投資速度,減少投資量。
8月19日14時,杭州全社會用電負荷達到1700萬千瓦,逼近杭州電網供電極值。同一時間,位于蕭山區的電信杭州分公司大數據中心“應約”啟用不間斷電源關閉主電源,讓出了10500千瓦負荷,有效緩解尖峰時段電網壓力。利用大數據中心等負荷聚合商的儲能裝置,探索電網與負荷聚合商之間的市場化運作機制,既能有效緩解夏季用電高峰壓力,又能為負荷聚合商帶來收益,一舉多得。
在海寧尖山,能源需求高峰時段,儲能設備由儲能轉為供能狀態,智能樓宇調節柔性負荷……能源互聯網規劃設計、綜合能源服務管理、主動配電網、源網荷儲運行控制及商業模式應用等一整套系統化解決方案,打造了源網荷儲高效互動的浙江樣板。
國網浙江電力堅持目標導向、問題導向和結果導向,因地制宜、先行探索,分階段、分步驟擘畫發展藍圖。根據計劃,到今年年底,浙江高彈性電網具備全方位向能源互聯網演進基礎;到2023年,國網浙江電力喚醒百萬千瓦級互動資源,瓶頸設備100%在線動態增容,清潔能源消納隱性成本和負荷互動成本全疏導,延緩電網投資20%,助力全社會用能成本降低,基本建成多元融合高彈性電網;到2030年,浙江單位GDP能耗達到國際領先水平,冷熱電氣各種能源互聯互動、高效耦合,全面建成多元融合高彈性電網。
未來,全景式即插即用系統的廣泛覆蓋,將讓用戶自由開發身邊可再生資源,能源轉換后 “一插入網”。直流配電網、微電網和大電網之間“柔性投切”,讓用電區域既能發揮自身效能優勢,又可以得到大電網可靠保障……可以預見,在能源互聯網形態下的多元融合高彈性電網中,源網荷儲高效互動將成為現實場景。