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牛保红:新型电力系统构建给南方电网西电东送主网架带来的机遇与挑战

信息来源:     发布时间:2021-06-29



  根据国家战略部署,我国二氧化碳排放要在2030年前达到峰值,在2060年前实现碳中和。碳达峰、碳中和战略目标彰显了我国主动承担应对气候变化的国际责任和推动构建人类命运共同体的坚定决心。南方电网公司坚决落实“双碳”战略决策,通过构建以新能源为主体,绿色高效、柔性开放、数字赋能的新型电力系统,推动能源革命及绿色能源技术创新发展,提升能源产业基础能力和产业链现代化水平,对南方五省区及港澳地区“双碳”目标实现及能源供应安全具有重要意义。


  十余年来,南方电网超高压公司建成了世界领先的交直流互联大电网,形成了“八交十直”西电东送大通道,送电能力达5660万千瓦,并凭借精益管理与自主创新,逐步打造出高压直流、海缆输电两大核心技术优势。



  西电东送主网架迎来新机遇


  南方电网构建以新能源为主体的新型电力系统,为西电东送主网架发挥更大范围、更大规模的电力资源优化配置平台作用带来了新的机遇,具体体现在以下四个方面:


  一是终端能源消费“新电气化”进程加快和新能源大规模开发为西电东送做大规模带来新机遇。“双碳”目标下,终端能源消费“新电气化”进程加快,预计南方区域用电负荷需求将加速增长,受区内能源有限资源条件约束,西藏、北方等区外新能源大规模集中开发和远距离送入南方区域负荷中心将是必然选择,西电东送有望迎来新一轮发展机遇。


  二是构建柔性互联的新型电力系统为西电东送主网架升级改造带来新机遇。柔性开放是新型电力系统典型特征之一,柔性直流输电适用于新能源大规模接入的送端弱系统、无源系统的电力外送,也适用于分区电网互联,为系统的安全稳定提供坚强支撑。为进一步提升电网调节能力与灵活性,改善受端电网电压、频率稳定问题,提高电网应对连锁故障能力,西电东送主网架受端柔直化升级改造能够发挥重要作用。


  三是构建数字电网承载的新型电力系统为西电东送数字化转型带来新机遇。数字技术是支撑新型电力系统建设、运营、服务业务的关键载体,数字电网将成为承载新型电力系统的最佳形态。为推动主网架规划、建设、运维、物资等多专业高效协同,提升企业数字化运营能力,必然要求西电东送主网架加快数字化转型步伐。


  四是统一电力市场建设为西电东送参与电力市场带来新机遇。随着新型电力系统构建主体的逐渐多元化、复杂化,电力市场存在进一步完善的必要与空间。为支撑南方电网建立健全南方区域统一电力市场,客观上要求西电东送利用其基础物理平台优势,积极参与南方区域电力市场建设。西电东送将推动制定适应高比例新能源市场主体参与的中长期、现货电能量市场交易机制,开展绿色电能交易,建立电能量市场与碳市场的衔接机制,引导市场发现西电东送绿色能源价值,为新能源的充分利用提供市场支撑。



  西电东送主网架的可持续发展面临更高挑战


  以新能源为主体的新型电力系统对西电东送主网架的规划、运行、经营提出了更高的挑战,具体体现在以下四个方面。


  一是潜在送电区域新能源等电源建设规模及时序的不确定性为西电东送主网架规划带来新挑战。受环保、征地等政策因素影响,西藏清洁能源基地、北方清洁能源基地等潜在送电南方区域的电源在建设规模、建设时序上存在不确定性,涉及到更多的利益主体,面临的情况更加复杂,西电东送项目规划难度加大,电网规划的思路与方法需进行创新与发展。


  二是新型电力系统复杂的动态特征为西电东送主网架运行带来新挑战。新能源大规模集中接入电网后,系统整体转动惯量降低,电压稳定、频率稳定、宽频振荡等问题进一步突出。另外,为保障新能源应接尽接、高效足额消纳,西电东送势必要适应电网复杂运行方式的变化,可能面临保送电和保调峰的矛盾,而突出的谐波振荡问题可能带来直流闭锁或停运风险,西电东送主网架的安全稳定运行难度加大。


  三是新型电力系统格局下用能成本的增加为西电东送经营带来新挑战。新能源顶峰能力小,需要不断增加配套储能等灵活调节资源的投资。大型新能源基地往往远离用电负荷中心,且开发环境恶劣,建设及运维成本高,送端电源上网成本提升,而受端电价上涨空间小,西电东送输电价格将遭受挤压,如何在经营上进一步降本增效成为西电东送的重要研究课题。


  四是新型电力系统下市场化机制的发展为西电东送交易带来新挑战。随着市场化交易的不断实践和交易规则的日益完善,今后南方区域西电东送市场主体将逐渐增多,交易手段和交易标的将日趋丰富,跨省区电力现货交易也将提上日程,西电东送交易规则与电网运行方式变得更加复杂,西电东送安全运行压力将进一步增加。同时,随着新型电力系统对调频、调峰、备用等辅助市场品种的需求不断增加,南方区域电力辅助服务市场建设逐渐深入,西电东送交易执行压力与风险将不断增大。



  西电东送主网架应对机遇与挑战的重点举措


  为全力服务南方电网公司建设以新能源为主体的新型电力系统,积极应对西电东送主网架在新型电力系统构建中的机遇与挑战,下一步将主要抓好以下五个方面的重点举措。


  以规划建设为着力点,推动西电东送可持续发展。充分利用国内外能源资源,全力引入西藏清洁能源基地、北方清洁能源基地、雅鲁藏布江下游水电等西南水电基地的区外电力。持续开展西部新能源与西电东送可持续发展专题研究,依托西电东送新增项目引领重大电网技术创新,做好技术储备。


  构建坚强可靠主网架,大力支持新能源接入。统筹推进在运站点改扩建和直流工程增容改造、柔直化改造,支撑各省区电网建设及主网架升级改造,助力南方区域新能源应接尽接、足额消纳。做好深远海风电柔性直流送出关键技术研究储备,争取参与海上柔直输电工程建设运营。深入参与南方区域电力市场建设,推动完善西电东送输配电价格机制。


  增强电网资产管理效能,保障主网架安全稳定。全面开展新型电力系统资产全生命周期体系研究,推进资产全生命周期管理分析评价。优化建立适应与新型电力系统相匹配的生产组织模式,增强资产设备管理效能。构建新型电力系统技术标准化体系,健全与新型电力系统发展相匹配的技术标准化管理机制。


  深入开展主网架科技攻关,加强科技支撑能力。统筹开展新型电力系统下电网设备状态识别、电网谐波分析与综合治理、电力电子化电网建模与仿真等方面的技术研究。强化换流变有载分接开关、直流高速开关(HSS)等核心技术装备的攻关与应用。


  推动主网架数字化转型,加快数字电网建设。建成公司物联网平台和云化数据中心超高压公司分节点,全面实现云边融合、云数智一体,不断夯实数字化技术基础。围绕直流、海缆两大核心业务,打造换流站、变电站数字孪生二维、三维模型库,建设世界一流主网架数字电网。深化战略运行管控平台、决策指挥平台建设,推进企业运营数字化。



  结语


  面对新型电力系统构建给西电东送带来的机遇与挑战,超高压公司将按照南方电网公司党组的统一部署,落实责任,强化协同合作,充分发挥高压直流和海缆输电技术优势,依托主网架加快数字化转型,提高新能源消纳能力和输电通道利用水平,推进西电东送可持续发展,融入南方电网公司新型电力系统建设,全面助力碳达峰、碳中和目标实现,彰显主网架的核心枢纽和功能平台作用。(作者为南方电网安全总监、南方电网超高压公司党委书记



来源:南方电网报

2021-06-29


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