据储能界了解到，市县级新型电力系统长什么样？智慧化调度方面已经有了哪些有益探索？解决了哪些实际难题？《中国能源报》记者走进浙江省丽水市。这里正如火如荼地开展着“双碳”目标下以新型电力系统为核心载体的能源互联网企业建设丽水实践。
自从2021年3月15日中央财经委员会第九次会议上提出“新型电力系统”概念以来，业界围绕如何建设、统筹、协调各环节各要素开展了一系列探索实践。今年，国家发改委、国家能源局、国家数据局联合发布的《加快构建新型电力系统行动方案（2024—2027年）》提出，通过完善市、县级电力调度机制，强化分布式资源管控能力，提升配电网层面就地平衡能力和对主网的主动支撑能力。
那么，市县级新型电力系统长什么样？智慧化调度方面已经有了哪些有益探索？解决了哪些实际难题？
9月中旬，《中国能源报》记者走进浙江省丽水市。这里正如火如荼地开展着“双碳”目标下以新型电力系统为核心载体的能源互联网企业建设丽水实践。据悉，自2023年以来，累计已有109批次的业内专家来丽水调研新型电力系统建设。
丽水实践分为两个阶段，第一阶段丽水全域近零碳能源互联网综合示范工程已经基本建成，涵盖了清洁能源汇集站、水光氢生物质近零碳、绿电100%泛微网等模式。第二阶段，基于多要素融合智慧能源互联平台的地市级新型电力系统示范正在加速构建，将在年底建成。
新能源带来新挑战
丽水，地处浙闽两省接合部，处于五大外电入浙最前端，是“浙福联网枢纽地”，更是浙江乃至华东的重要生态屏障。
丽水市委在2021年提出创建“中国碳中和先行区”的目标，丽水市人民政府办公室于2023年发布了《关于支持丽水市电力高质量发展的若干意见》，致力于构建以新型电力系统为核心载体的能源互联网。目前，丽水已经初具物理实体电网和数字孪生电网协同发展、相互融通、和合共生的新型电力系统形态。
“新型电力系统发展的核心特征是新能源的大规模发展。”丽水供电公司总经理冯华向《中国能源报》记者介绍，丽水市新能源装机规模年均增速42%，分布式光伏增速达89%，待开发新能源超1000万千瓦。
新能源的高速发展给电网带来不小挑战。“电网运行问题增多，会引起时段性潮流倒送和设备重载。”冯华举例，“2023年，丽水全年电网关口倒送67天，春节期间220千伏变电站全部倒送，甚至春汛期间还出现过220千伏变电站反向重载。”
另外，单位并网成本也在攀升。随着开发深入，新能源点多面广的特征愈加明显，分布式光伏小散化，集中式电站偏远化，并网工程规模增大，2023年新能源单位容量平均成本上升到32万元/兆瓦，同比增长20%。与此同时，配电网扩改工程也在增加，新能源接入引起的电网技改扩容投资0.4亿元，同比增长9%，进一步增加了综合并网成本。去年丽水新能源相关电网投资达3.1亿元，占电网总投资20%，同比上升10个百分点。
如何解决上述难题？丽水的答案是12个字：“接得进、看得清、控得住、用得好”。丽水通过增强电网“保供保送”能力，实现接得进；通过全方位感知多要素态势，实现看得清；通过提升源网荷储协同水平，实现控得住；通过深挖新能源利用潜能，实现用得好。
“我们对电力系统的精准映射能力还有所欠缺。”丽水供电公司科技数字化部主任助理徐永海对《中国能源报》记者表示，为此，我们已搭建多要素融合智慧能源互联平台，整合了28套系统、251万条数据，打通主网调度、配网、营销等不同专业的信息数据，纳入外部电碳市场信息，实现天气信息、地理位置、用户要素等多维多态数据“一图融合”。现在，从高压到低压，从充电桩到变电站，从分布式能源到大工业用户，从可控园区负荷到负荷聚合商……电力系统中每一种要素的实时运行情况均可在数字化创新实践中心的一套平台中精准定位。
“小切口”解决并网“大问题”
丽水资源丰富，但负荷中心却在丽水外。今年底，丽水缙云抽水蓄能电站首台机组将投产，未来还将有至少5座抽蓄电站在浙西南山区开工建设。这些抽蓄电站和丽水分散的清洁能源电站一样，需要一条通畅的能源外送通道才能物尽其用。
在记者前往采访的上一周，丽水第三个500千伏输变电工程被纳入国家电力“十四五”规划，而按照负荷预测，该工程2040年前后纳规，考虑到丽水清洁能源送出的需要，比原计划提前了15年。目前，丽水正在加快建设“500千伏三足鼎立、220千伏每县2座”坚强主网和现代智慧配电网，打造清洁能源送出型电网。
不仅要打通“大动脉”，电网的“神经末梢”也需发力，以保障“多小散偏”的清洁能源经济高效地充分开发。为此，丽水市选取了清洁能源汇集站这个典型性、代表性的方向开展探索，以“小切口”解决新能源并网“大问题”。
在山峦叠翠，碧水潺潺的环境中，一座风光水储能源汇集站静静地矗立。“我们创新实践‘多方投资、多能汇集、共享储能’的能源汇集站建设新模式，融合升压站、变电站、储能站三站一体，既解决新能源消纳送出难题、全额满足新能源开发需求，又优化电网网架结构、拉动地方能源投资，实现多方共赢。”丽水供电公司副总经理潘成程对《中国能源报》记者介绍，该汇集站节省了新能源业主升压站投资30%、电网投资3500万元、土地廊道资源12亩，带动新能源投资超4亿元。
按照丽水市的规划，将在光伏、风电资源摸排的基础上，规划建设3座220千伏、9座110千伏能源汇集站。据测算，建设12座汇集站可满足约260万千瓦风光新能源接入，推动形成源网协同发展和乡村绿能共富的良好局面。目前，12座汇集站中已投运1座、前期或在建9座、规划布点2座。
“丽水地域面积浙江省最大，是浙江陆上清洁能源最丰富的地区，但电网呈现小规模、长线路、大供区特点，若不合理引导，将难以适应新能源大规模开发需求。能源汇集站是电源侧和电网侧的连接纽带，是破解新能源消纳难题的有效举措。”浙江省能源局相关负责人对《中国能源报》记者表示，对于新能源业主，可满足开发需求，并免去后期升压站运维检修费用；对于电网企业，新增山区变电站布点，可全面提升电网网架水平和乡村供电可靠性。“丽水能源汇集站的建设，对于探索分布式新能源并网，节省土地廊道资源的其他地方，提供了可复制的样板。”
建成可复制推广的乡村示范
在丽水新型电力系统建设中，缙云水光氢生物质近零碳示范是中国首个乡村场景的水—光—氢—生物质综合利用示范工程。
示范项目通过利用当地余量水电与屋顶光伏发电进行电解水制氢，并与沼气发生反应，将沼气中占比近五成的二氧化碳转化为甲烷，为新型电力系统建设和乡村用能提供了新思路。此外，利用茭白秸秆和麻鸭鸭粪等生物质资源多的特点，将沼气与氢气通过两段式甲烷化深度反应，就地转换成高热值生物天然气，实现氢气转换储存。项目全功率运行后每年可产出氢气18万标方，生物天然气2万标方，满足100户农村家庭一年的使用需求。
“不仅是一项技术的创新，在这里，水、光、氢、生物质，每一种能源都得到最恰当地利用，每一种资源都实现了最有效的循环。”丽水缙云供电公司党委书记、副总经理黄晓航解释，该工程填补了适用于波动性可再生能源工况下，电—氢—生物质天然气灵活、高效转换与利用的空白。通过与国内外技术对比，该工程核心指标制氢纯度、二氧化碳转化率、甲烷纯度、高温燃料电池电堆冷启动时间等达到国际领先水平。
在业内人士看来，缙云水光氢生物质近零碳示范工程，不仅是在探索可再生能源消纳新渠道，还为实现“双碳”目标提供了重要示范。该工程展示了如何循环利用农村废弃物，实现电氢生物质协同的乡村碳中和，同时也为其他具有丰富新能源和生物质资源的乡村提供了可借鉴的样板。
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