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大电网如何“负重”而行?又将怎样“举重若轻”?大电网拿什么应对大负荷?

北极星输配电网  来源:国家电网报  作者:头条君  2020/8/24 9:58:54  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:特高压 电力市场 能源互联网

北极星输配电网讯:8月17日13时25分,江苏调度用电负荷达到11512.5万千瓦。这是当前国家电网公司系统省级电网最高调度用电负荷,也是江苏电网年内第四次刷新历史纪录。

(来源:国家电网报 微信号:stategridnews 作者:头条君)

过去10年,江苏电网最高用电负荷增量惊人。从2011年的6627.5万千瓦,到2020年的11512.5万千瓦,增量堪比两个三峡电站的总装机容量。

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屡创新高的用电负荷是经济社会发展加速发展的风向标,当然,也意味着经济社会发展对电网负载能力的要求更高了。

大电网如何“负重”而行?又将怎样“举重若轻”?或许可以参考一下“江苏方案”。

能源配置

10年来,国网江苏电力全力推进坚强智能电网建设,在能源配置网络体系上取得了飞速发展。

首先是坚强网架的建设。

“十二五”期间,锦屏—苏南、淮南—南京—上海、晋北—南京、锡盟—泰州等特高压交直流输电工程相继开工,带领江苏电网进入了特高压时代。与此同时,江苏还先后在扬州、苏州、无锡等地推行“一流城市配电网”建设,并同步推进苏北五市的配电网改造工程。输电网络之于保障可靠供电,就如同江河湖泊之于自然生态系统,其重要性不言而喻。

以网架托底子,这叫基础。

其次是信息通信平台的优化。

2020年8月18日,由国网江苏电科院自主研制的输变电设备物联网平台成功应用于1000千伏特高压东吴站,实现了站内设备运行和环境全景的实时感知。近期,依托这一平台及边缘计算应用,国网江苏电力已发现如箱体温湿度告警、设备温度告警、变电站水位告警、绝缘盆子局放量异常等30余起异常告警,保障了迎峰度夏期间电网设备的安全稳定运行。“云大物移智”的全面应用,将是对既有输变电设备运检效率的颠覆性提升。人力资源得到节约,大电网才有进一步蜕变的可能。

以物智辅人智,这叫支撑。

最后是智能控制系统的全面进化。

用来稳操基本盘的是调度控制系统。目前,江苏电网的调度控制系统不仅能够做到实时显示供需情况,还能通过小样本分析对企业用电走势作出研判,甚至可以有针对性地输出特定用户的用电行为特征报告。而大幅提升操控水平的是源网荷储系统。该系统赋予了大电网精准的负荷控制能力,有了它以后,大电网的故障应急处理时间大大缩短,实现了从分钟级到毫秒级的跨越。据统计,目前江苏大规模源网荷储友好互动系统可以做到280万千瓦毫秒级精准负荷控制,这在很大程度上降低了大面积停电发生的可能性,保障了电网运行的可靠性。

其实不止江苏,山东、山西、宁夏等省份也在谋篇布局,着力推动源网荷储系统的研发及应用。建设源网荷储系统,是优化能源配置的发展趋势,也是在用电负荷日益增长的当下大电网维稳的重要手段。未来,这种运营模式势必遍地开花。

以系统稳控制,这叫手段。

能源供应

网架已“内外兼修”,能源从哪儿来?

目前,除了从本地发电厂购电的传统方式以外,外来电、分布式能源等也在源源不断地为江苏电网供血。

江苏省的外来电主要来自西北、西南地区。2019年,江苏省净输入电量达1208亿千瓦时,其中水电、风电等清洁能源的占比超过一半。外来电中,不乏通过电力市场交易市场购置的电能。今夏,江苏电网提前锁定了年度交易高峰电力资源2285万千瓦,并在此基础上增购山西及华东区内高峰电力资源67万千瓦,以充足的电力供应迎接用电高峰的到来。

截至今年7月底,江苏省内新能源装机总容量达到2718.2万千瓦,占到了省内总装机容量的20.2%;省内新能源消纳量为237.1亿千瓦时。

透过这些数据,可以看出些趋势。江苏经济水平及用电量不断增长的背后,是多元化的能源构成在作支持。而且,无论是外来电还是省内新能源并网,清洁能源的存在感都很强。清洁能源,正在扛起江苏人用电的大旗。

意义还不止于此。

光伏发电是分布式能源的重要组成部分之一,除了自用以外,多余的发电量还可以“上网”,而收益可以用于支援当地贫困村发展。因此,光伏发电不仅能够解决当地能源供应问题,还能为大电网蓄能,收益还可以用来扶贫,可谓一举三得。

风险应对

不过,大电网也潜藏着风险。

首先是新能源供给的波动性加大了电网的管控难度。

新能源往往“靠天吃饭”。以风电为例,由于自然界的风速大小具有很强的随机性,因而产生的风电也就存在着波动性大的特点。这样一来,风电并网后就会增加电网调频的难度,对电网的稳定性造成冲击,这也是低负荷时段会出现弃风情况的原因。

为确保电网安全稳定运行,江苏电网调控中心牵头开展技术攻关,于今年7月24日组织完成了200兆瓦广恒如海风电、100兆瓦中电射阳湖光伏一次调频在线监测信号联调。这一技术突破,使从电网调度主站远方进行一次调频性能测试成为可能,从而能够实现实时评估并网新能源发电机组一次调频性能和调频裕量,有效解决新能源消纳与参与电网调频的矛盾。

其次,高峰时段电力供应会存在一定的缺口。

接入用户多了,用电负荷大了,大电网必然面临着用电高峰时段电力供应缺口的问题。对此,除了增补能源供应外,江苏电网还应用了智能控制手段实现有序削峰。说到这,就不得不提到空调需求响应系统。该系统一方面能够保证环境舒适度不受影响,另一方面又能实现对用户中央空调主机系统、循环系统以及末端运行方式的精准调节,从而达到短时降低空调用电负荷的目的。2019年7月30日,江苏电网通过这一系统实施削峰需求响应,调控客户2900余户,实际减少负荷402万千瓦,实实在在给电网“减了负”。

此外,还要规避自然灾害对大电网的影响。

带有摧毁性的台风暴雨等自然灾害,是存在于大电网外部环境中的不可抗力。新技术、新装备的应用,较传统方法又进一步提升了电网的应对能力。比如,2019年迎战台风“利奇马”时,南京供电公司应用电网监控事件化技术,将台风过境时需关注的项数减少到原来的2.4%,大幅节约了电网处置时间。徐州供电公司试点应用自动防汛挡板,通过远程操控或感应现场水位自动启动,做到变电站智能化挡水。有了这些智能技术的加持,电网在应对自然风险时就更游刃有余。

综合多重手段,以充足电能适配经济社会发展需要,是电网企业的职责与使命。

今年夏季,高温和汛情的双重夹击可谓是对电网的安全性、稳定性、可靠性的一场“联考”。“联考”考什么,无非是这几项——人员、物资、硬件、软件。国网江苏电力具体是怎么做的?

人员上,吹响抢险集结号。抗灾抢险,人员保障是第一位的。今夏,国网江苏电力集结了750支抢修队伍,12450位抢修员工,在人员密度上就已经形成了对抗高温和汛情的有利格局。不仅如此,国网江苏电力已累计对电力设备开展特巡14528人次,发现并处理防汛隐患274处。全员戒备下,多么微小的设备缺陷也难逃特巡人员的火眼金睛。

物资上,应急设备全到位。国网江苏电力准备了25部大型发电车、186台套大型应急照明装备、428台应急发电机,确保关键时刻有电可用。物资是否到位,直接和抢修效率挂钩。这一环扣紧了,应急体系才算完整。

硬件上,工程建设保无忧。当用电高峰来临,什么都不如直接增容来得实在。为保夏季用电无忧,国网江苏电力已投产东吴1000千伏特高压变电站扩建等工程195项,完成南京500千伏三汊湾变电站增容等迎峰度夏重点工程。硬件够刚,输电能力上来了,负荷再高点儿电网也能扛得住。

软件上,优质服务惠商民。基层服务,强调的就是一个“快”字。入夏以来,国网江苏电力持续推行“特快电力”服务,高、低压客户平均接电时长分别降至35和5个工作日以内,全速保障商业用电供给,全力满足民生用电需要。

截至目前,2020年江苏省城市供电可靠率为99.9869%,农村供电可靠率为99.937%。所谓坚强,从中可窥知一二。

大电网的发展既要多管齐下、加快建设,也要管控风险、灵活调整,联动发电、输电、配电、用电等各方资源。从江苏电网的举措中,能看到许多有益探索。电网建设的不断完善、智能技术的深化应用,提升了电网的灵活性及可调节性,并赋予了电网一定的弹性恢复能力。建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业,未来可期。

原标题:大电网,拿什么应对大负荷?

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