华北电网“富煤、贫水”,火电是调节性电源的主力军。在世界现役最大火电厂——总装机672万千瓦的托克托电厂,一场深度改造早已开始。2018年至今,电厂完成全部10台火电机组深度调峰改造。“改造后,在用电低谷时段机组出力能够降得更低,给新能源发电让出空间,并获得相应的市场收益。”托克托电厂总工程师郭洪义说。
从“让我调峰”到“我要调峰”,火电厂的这种转变是因为华北调峰容量和调峰辅助服务市场的建立。在华北区域,仅今年上半年就新增超过1600万千瓦火电深调改造,新增295万千瓦火电调峰能力,调峰能力累计达2927万千瓦,促进消纳新能源电量172亿千瓦时。
储能的调节能力也不断被发掘。在光伏发电装机大省山东,分布式光伏电源累计并网容量在光伏发电总装机中占比近80%。目前,山东省新型储能规模已超553万千瓦。新型储能能为电网运行提供调峰、调频等服务,有效提升新能源电量消纳的灵活性、经济性和安全性。8月,东营市华润财金红光渔业光伏发电项目配套建设的储能设施转为独立储能,并入山东电网。项目每年可新增消纳新能源电量约6000万千瓦时。
截至今年6月底,华北电网230座新型储能电站并网规模达1033万千瓦/2189万千瓦时。在新能源电量消纳困难时段,国网华北分部全网协同运用新型储能调节能力,促进消纳新能源电量12.87亿千瓦时。
在电网侧,新技术的运用让新能源场站送出能力大大提升。
冀北地区的并网新能源发电装机占统调装机规模的76.7%,居全国省级电网首位。在国网冀北电力的推动下,冀北电网已建成国内规模最大的新能源汇集系统分布式调相机群。张家口、承德等地的新能源场站已投运28台分布式调相机,总容量68万千乏,提升新能源电力送出能力146.5万千瓦。
在负荷侧,多元主体参与调峰,也促进了新能源电量消纳。
11月5日傍晚,河北保定徐水区太和庄村民乔新华把爱车开到村里刚安装的充电桩旁:“听说在这里充电能用上我家屋顶光伏发的电,我也来试试。”国网河北电力打造台区级源荷储充微电网,“打包”管理台区内光伏发电、充电桩、储能、负荷等场景,借助大数据算法给出新能源汽车充放电最佳策略,实现台区内新能源电量100%就地消纳。
华北地区的电网企业已经聚合电采暖、大工业、新能源汽车等11种负荷侧可调节资源,累计促进消纳新能源电量9.62亿千瓦时。
消纳新能源电量,对电力系统的稳定性和灵活性提出更高要求,需要源网荷储各主体协同配合。而从长期看,相关机制的建立将成为新能源电量消纳的“软支撑”。不断完善的电力市场机制将调动各类主体参与系统调节,推动新技术发展,也引导用户调整用能习惯,共同促进新能源电量消纳。
5月23日,山西电网用电负荷达3337万千瓦,午间新能源发电出力1976万千瓦,但晚高峰新能源发电出力仅342万千瓦。在市场机制引导下,各类调节资源自主参与系统调节,保障了新能源电量消纳。
截至10月底,华北电网2024年绿电交易电量达415亿千瓦时,占公司经营区绿电交易总量的33.7%。其中,京津冀地区绿电交易电量396亿千瓦时,同比增长80%。
随着新型电力系统建设深入推进,新的挑战仍在出现。以技术创新破解难点痛点,以机制建设为新能源发展托底,凝聚源网荷储各方合力,华北电网一系列探索实践,朝着安全、保供、消纳“最优解”一步步迈进。
刘一民这样形容现在的工作:我们像是“试飞员”,只有不断模拟试验,才能知道会遇到什么问题,进而改进提升。
“我们一步一步往前走,哪怕只是前进一小步,也是不断探寻这个‘最优解’的过程。”他说,不管面临什么样的挑战,一定要把工作做好。(张云 马佳)