“十四五”末，山東風(fēng)電、光伏裝機(jī)將占該省發(fā)電裝機(jī)的40%至48%，電力調(diào)節(jié)靈活性壓力很大，這要求山東必須加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)新能源大比例接入。

作為工業(yè)大省，山東產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重、能源結(jié)構(gòu)偏煤，這些特征使其在建設(shè)新型電力系統(tǒng)時(shí)壓力巨大。如何迎難而上，抓住新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換這個(gè)“牛鼻子”，探索出一條適宜山東省發(fā)展的新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑，是擺在國網(wǎng)山東省電力公司(簡稱“國網(wǎng)山東電力”)面前的一道難題。

尤其是近年來，山東省不斷對(duì)可再生能源做“加法”，能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化明顯加快，同時(shí)也面臨著電力電量平衡難度陡增的壓力。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中，國網(wǎng)山東電力依托自身能源結(jié)構(gòu)特色，通過具體落地的項(xiàng)目工程，不斷探索統(tǒng)籌“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)調(diào)一體發(fā)展，旨在實(shí)現(xiàn)供需主動(dòng)平衡。

既是火電大省也是新能源大省

隨著近幾年新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換不斷向縱深發(fā)展，目前，山東省已編制完成了新能源產(chǎn)業(yè)、氫能、海上風(fēng)電等規(guī)劃，70個(gè)縣納入國家整縣分布式光伏發(fā)電開發(fā)試點(diǎn)，數(shù)量居全國首位。如今的山東，不僅是火電裝機(jī)大省，還是光伏總裝機(jī)量第一大省。

記者從國網(wǎng)山東電力獲悉，今年一季度，山東可再生能源裝機(jī)總量突破6000萬千瓦，達(dá)到6124萬千瓦，增長31%。其中，光伏裝機(jī)達(dá)3493.4萬千瓦，占全省清潔能源發(fā)電容量的54.8%，位列全國第一，成為山東電網(wǎng)新能源的龍頭。此外，以垃圾、秸稈等為燃料的的生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)，也是全國第一。截至2021年底，山東并網(wǎng)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量396萬千瓦，是2015年的2.6倍。

“山東光伏發(fā)電裝機(jī)容量全國第一，特別是分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量已占到全國22%。新能源的快速發(fā)展對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力提出更高要求，電網(wǎng)穩(wěn)定性問題越來越突出，建設(shè)新型電力系統(tǒng)的需求異常迫切。”國務(wù)院政府特殊津貼專家、國網(wǎng)山東省電科院首席專家孫樹敏接受記者采訪時(shí)直言，山東電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)強(qiáng)，但隨著新能源快速增長，對(duì)山東電網(wǎng)的影響已不是簡單的消納問題，而是如何保障電網(wǎng)穩(wěn)定。“山東今年2月份新能源消納率比去年同期略有降低。其根源是山東省電源結(jié)構(gòu)以火電為主，由于新能源增長強(qiáng)勁，調(diào)峰資源相對(duì)匱乏。”

“我們測(cè)算，‘十四五’末，山東風(fēng)光的裝機(jī)比例可達(dá)40%至48%，電力調(diào)節(jié)靈活性壓力很大，所以山東必須加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)新能源大比例接入。”孫樹敏說。

當(dāng)前，山東新能源發(fā)展迅猛，由于新能源出力與負(fù)荷特性匹配度不高，“極熱無風(fēng)”“晚峰無光”等波動(dòng)性、間歇性缺點(diǎn)越發(fā)凸顯，進(jìn)一步增大了電力平衡難度，新能源消納面臨挑戰(zhàn)。

深度探索“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同一體

如何助推新能源充分消納，提前籌謀解決山東省“十四五”期間電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足的問題?國網(wǎng)山東電力正因地制宜深度探索具有當(dāng)?shù)靥厣男滦碗娏ο到y(tǒng)，尤其是其聚焦的統(tǒng)籌“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同一體發(fā)展，有效地提升了山東電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力。

國網(wǎng)山東電力調(diào)控中心王勇介紹，我國以煤為主的資源稟賦，以及煤電穩(wěn)定、可調(diào)、可控的特性，決定了煤電在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)仍將承擔(dān)保障能源電力安全的重要作用。因此，煤電的清潔高效利用至關(guān)重要。據(jù)國家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年，全國煤電以不足50%的裝機(jī)占比，生產(chǎn)了全國60%的電量，承擔(dān)了70%的頂峰任務(wù)，發(fā)揮了保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)的“頂梁柱”和“壓艙石”作用。

在“源”側(cè)，國網(wǎng)山東電力推動(dòng)煤電向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型，通過煤電機(jī)組供熱改造、靈活性改造、節(jié)能降耗改造“三改聯(lián)動(dòng)”，深挖各類機(jī)組調(diào)節(jié)調(diào)峰能力;同時(shí)，持續(xù)優(yōu)化電源3-7天出力滾動(dòng)預(yù)測(cè)，風(fēng)電、光伏預(yù)測(cè)精度分別提升至93.3%和94.1%，通過合理安排機(jī)組運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)煤電和新能源的耦合發(fā)展。在“荷”側(cè)，引導(dǎo)各類市場(chǎng)主體參與電力需求響應(yīng)調(diào)節(jié)，建成首批100個(gè)低壓海綿臺(tái)區(qū)，優(yōu)化電動(dòng)汽車、分布儲(chǔ)能、智能家居等用能互動(dòng)，促進(jìn)分布式光伏就地消納。在“儲(chǔ)”側(cè)，山東不僅將新型儲(chǔ)能納入其能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃重點(diǎn)，還出臺(tái)了全國首個(gè)儲(chǔ)能示范應(yīng)用實(shí)施意見，建成全國首個(gè)電池儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。按照山東省能源局的規(guī)劃，其最終目的是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化儲(chǔ)能，徹底盤活儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)。

山東省正全力推動(dòng)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)“穩(wěn)步跑”。數(shù)據(jù)顯示，今年一季度，山東并網(wǎng)各類儲(chǔ)能電站37座，調(diào)峰能力不斷增強(qiáng)。以近日并網(wǎng)的國網(wǎng)系統(tǒng)單體容量最大、并網(wǎng)電壓等級(jí)最高、完全市場(chǎng)化運(yùn)營的萊蕪孟家獨(dú)立儲(chǔ)能電站為例，投產(chǎn)運(yùn)行后將年均增加新能源消納電量1億千瓦時(shí)。“當(dāng)前，核準(zhǔn)在建文登、濰坊以及泰安二期抽水蓄能電站3座，全部建成投運(yùn)后，山東抽水蓄能裝機(jī)容量將達(dá)到700萬千瓦。”王勇向記者透露。

“山東省的獨(dú)立儲(chǔ)能走在全國前列。”孫樹敏表示，“山東是首個(gè)執(zhí)行容量補(bǔ)償電價(jià)的省份，也是首批獨(dú)立儲(chǔ)能電站參與現(xiàn)貨交易的省份，我們希望通過落地示范的工程項(xiàng)目支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建。”

著手構(gòu)建東部特高壓通道

支撐大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)，堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)至關(guān)重要。如今，山東已全面建成以特高壓為骨架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、分布式能源靈活接入的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。未來，將加快完善省內(nèi)特高壓交流環(huán)網(wǎng)骨干網(wǎng)架，推動(dòng)構(gòu)建“東電西送、北電南送”的網(wǎng)架格局，打造“網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、智能高效、靈活自愈、全景透明、互聯(lián)互濟(jì)”的現(xiàn)代配電能源互聯(lián)網(wǎng)。

國網(wǎng)山東電力將聚焦膠東半島核電、海上風(fēng)光能源基地發(fā)展，以煙臺(tái)1000千伏特高壓工程為重點(diǎn)，著手構(gòu)建東部清潔能源向全省配置的4回“東電西送”特高壓通道。魯北鹽堿灘涂地是山東省千萬千瓦級(jí)的新能源建設(shè)基地，為了把這些綠電輸送出去，國網(wǎng)山東電力正在完善北部500千伏電網(wǎng)架構(gòu)，加快建設(shè)濰坊、濱州、東營區(qū)域500千伏新能源匯集工程，形成北部可再生能源基地“北電南送”的4站8回500千伏輸電通道。“同時(shí)，服務(wù)魯西南采煤沉陷區(qū)‘光伏+’基地和整縣分布式光伏規(guī)?；_發(fā)等可再生能源發(fā)展，我們將科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃、優(yōu)先就地就近并網(wǎng)消納，建設(shè)智慧化配電網(wǎng)，提升清潔能源‘優(yōu)化配置’能力。”相關(guān)負(fù)責(zé)人稱。

業(yè)內(nèi)人士指出，隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化發(fā)展，風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本已與火力發(fā)電基本持平，但為解決風(fēng)電、光伏發(fā)電帶來的電網(wǎng)調(diào)峰問題，無論是通過建設(shè)抽水蓄能電站、化學(xué)儲(chǔ)能電站，還是進(jìn)行火電機(jī)組靈活性改造，都需要大量投資，從而推高到戶用電價(jià)格。同時(shí)，火電機(jī)組深度調(diào)峰，又會(huì)降低火電機(jī)組利用率，增加火力發(fā)電的固定成本，也會(huì)推高到戶用電價(jià)格。因此，要立足我國能源資源稟賦，堅(jiān)持先立后破，通盤謀劃，傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。風(fēng)電、光伏等清潔能源，必須在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的前提下，在社會(huì)可承受的用電價(jià)格約束下持續(xù)健康發(fā)展。