湖北日报全媒记者 彭一苇 通讯员 柴文琪 武强
进入2023年,一件新鲜事开始频繁出现在湖北电网中,那就是“源网荷储一体化”。“源”是电源,“网”为电网,“荷”即负荷,“储”指储能,“源网荷储一体化”就是将这四者统筹协调起来的新型电力运行模式。
1月,湖北首个“源网荷储”友好交互的新型配电网试点在黄冈市黄州区建成;2月,湖北首个园区级“源网荷储一体化”示范项目在武穴市开工。而在随州、恩施,近年来推进的一批新能源项目,也大多带有“源网荷储一体化”色彩。
适应新型电力系统发展
从“发用平衡”转型“即插即用”
黄州区,新建的“源网荷储”友好交互新型配电网示范工程采用5套600千瓦基于链式架构的低压柔性互联装置,是目前国内容量最大(3000千瓦)、端口最多(5个端口)的低压交直流混合配电系统。
有了它,不需大规模改造便可让分布式光伏、储能、充电桩应接尽接,新接入一个500千瓦的光伏电站,比过去可节省上百万元。再加上“源网荷储一体化”数字化监控平台等关键技术,新型配电网运行方式非常灵活,配电网出现故障时,各台区可独立运行,确保光、储、充设施及居民正常用电。
该项目是一个典型的“源网荷储一体化”项目,与传统的电力运行模式有很大不同。在传统电力系统中,电源端要根据负荷端的变化实时调节发电量,维持电网瞬时平衡。过去,由于发电用电两端都较为平稳,维持这一平衡不难。但这一传统模式面对新型电力系统便力不从心了。在以新能源为主体的新型电力系统中,发电端的风电、光伏随机性大,用电端则有随来随走的新能源汽车充电等负荷,即插即用的情景更多,平衡难度大增。“新能源出力的随机性、波动性,电力电量分布的时空不确定性和极度不均衡性,造成丰饶和短缺相交织,带来充裕性挑战。”中国工程院院士、国家电网有限公司一级顾问郭剑波说。
对此,电力系统的“源网荷储”四者之间必须进行频繁互动、无缝衔接,进行一体化改造成为必然。2021年3月,国家发展改革委、国家能源局联合发布《关于推进电力“源网荷储一体化”和多能互补发展的指导意见》(简称“意见”),意见指出,“源网荷储一体化”和多能互补发展是实现电力系统高质量发展的客观需要,是提升可再生能源开发消纳水平和非化石能源消费比重的必然选择。
根据我省能源发展“十四五”规划,风光水火储、“源网荷储一体化”示范工程被列入“八大工程”之一,“源网荷储一体化”理念贯穿于多个重大能源项目中。
未来电网更智能
用电猛增三成也可从容应对
按照国家指导意见的要求,推进“源网荷储一体化”分为区域(省)级、市(县)级、园区(居民区)级三个层次,试点先行,逐步推广。目前,国网湖北电力正在我省推进十余个新型电力系统试点示范项目,大部分带有“源网荷储一体化”色彩,项目合同投资总额约50亿元。
这些项目,湖北在三个层次均有涉及。如去年,世界首个县域级100%新能源新型电力系统科技示范工程在广水启动送电,该工程供电面积418平方公里,供区人口超过20万。预计全部投用后,区域内全年100%新能源独立供电时间占比超过70%、全年新能源供电量占比超过80%。该工程的核心,就是“源网荷储”控制系统。该系统由湖北电科院研发,运用了云计算和人工智能技术,实时调整“源网荷储”各端,保障电网稳定运行。
市(县)级源网荷储一体化项目,除黄州区试点外,国网湖北电力还在秭归、京山、赤壁等地试点“源网荷储”友好交互新型配电网。此类项目对当地新能源消纳以及居民可靠用电方面起到积极作用。
黄州区“源网荷储”友好交互示范工程在今年春节期间就发挥了作用。该工程在当地供电服务中心大楼附近设有两个交流台区,春节期间,一号台区将附近分布式光伏发电全额就地消纳,累计432.2千瓦时。二号台区为其周边居民楼供电,由于居民返乡用电大增,台区负载率提升30%以上,技术人员通过数字化监控平台实时了解运行情况,制定保护预案,保障了高可靠供电。
在园区(居民区)级方面,刚刚开工的武穴湖北祥云化工股份有限公司“源网荷储一体化”园区项目也展现了良好前景。该项目建成后,每年可为园区节电500万度,节约标准煤3万吨,减排二氧化碳7.7万吨。通过数字化智慧管控平台,园区的多种能源系统可协调运行并与大电网高效互动,同时还具备市场化交易、需求侧响应等功能,帮助企业降本增效。
据国网湖北电力预测,到2025年,我省光伏、风电发电总装机将达到4000万千瓦。为应对这一现实,湖北“源网荷储一体化”建设势必提速。这一趋势也将带动人工智能、大数据等新兴科技融入电网,打造更加智慧、适应性更强的电力系统。