习近平总书记在党的二十大报告中强调,“加快规划建设新型能源体系”。《2030年前碳达峰行动方案》提出,构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统,推动清洁电力资源大范围优化配置。
新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体。“当前,我国传统电力系统正向清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动、智能友好的新型电力系统演进。国家电网争当能源革命的推动者、先行者、引领者,坚持发挥好电网‘桥梁’和‘纽带’作用,出台一系列举措推动能源清洁低碳转型。”国家电网有限公司党组书记、董事长辛保安表示。
助力实现“双碳”目标,国家电网如何推动源网荷储各环节协调联动?记者近日走进江苏、福建、四川等地进行了采访。
电网——
强化前沿技术布局,
保障电网安全稳定运行
“双碳”背景下,可再生能源将大量替代化石能源,电动汽车、分布式能源、储能等交互式用能设备广泛应用,对电力系统安全、高效、优化运行提出更大挑战。作为连接电力生产和消费的关键平台,电网企业亟须强化前沿技术布局,保障安全稳定运行。为此,国家电网做了不少探索。
——应用数字孪生技术,为电网运维装上“千里眼”。
按下启动键,一架黑色无人机缓缓升至120米高空,按照预定轨迹巡检电塔。“以前运维人员拿着望远镜抬头看,难以精准发现问题,效率也不高,一座塔需要两名运维人员巡检半小时。现在有了无人机,巡检只需10分钟。”国网徐州供电公司输电运检人员王一丁介绍。
▲国网江苏省电力公司运用无人机进行线路及周边环境巡检。张晓闽摄
2022年,江苏电网无人机自动巡检作业量超过52万架次,提前发现、消除输电铁塔缺陷及通道隐患4.2万处,缺陷发现效率大大提升,由此可节约运维成本约2亿元。
电网运维效率提升、成本下降,离不开全息数字电网对上亿千瓦负荷的大电网进行数字化呈现。
江苏方天电力技术公司大屏上,无人机巡检坐标点、危险类别、实测水平距离等详细信息一目了然。“全息数字电网覆盖了10万多公里架空输电线路、28万多座输电杆塔以及输电通道地形地貌数据。这相当于用数字孪生的方式,给电网运维装上了精度达厘米级的‘千里眼’,能够实现输电通道环境状态智能评估报警、无人机自主巡检航迹规划等功能,提升输电线路智慧运检水平。”公司总经理张天培表示。
——配网负荷精准“画像”,调度研判时间大幅缩短。
把电网主网比作“主动脉”,连接千家万户的配电网则相当于“毛细血管”,直接关系“最后一公里”用电问题。相比主网,配网设备多而分散,出现重过载、低电压等故障后,若不及时发现处理,很容易影响可靠供电。
在四川资阳,配网负荷精准“画像”系统起了大作用。今年春节前夕,当地用电负荷大幅攀升。“配电线路负载率达89%”——1月16日傍晚,国网资阳供电公司的调度员蒋祥玲在电脑前收到异常提醒后,借助“画像”系统推荐的负荷转供方案,在1分钟内下达线路转供指令,负载率迅速下降至65%,而过去靠人工计算研判平均需15分钟以上。
“‘画像’系统基于现有调度、运检、营销等数据,通过配网状态估算等技术,可准确感知配网线路和设备的运行状态,精准定位问题、提供解决方案。”国网资阳供电公司总经理栗璐介绍。
——多端互联微电网,实现多能互补和时空互济。
搭乘轮渡登上福建湄洲岛,宫下码头的“彩色光伏”风雨廊映入眼帘。漫步岛上,充电桩、移动储能车等设施星罗棋布,周边还布局着许多海上风电机组,送出源源不断的清洁能源。
去年7月,首个多端互联低压柔性微电网在此投运。“我们选取岛上轮渡码头、宫下村、朝圣停车场等5个片区,形成环网,让不同片区间实现多能互补、时空互济。”国网湄洲岛供电公司总经理王瀚䞍说。
不仅如此,过去岛上光伏发出的直流电,在并网时首先要转换为交流电,送到直流充电桩等用户侧设备时,又需再转换为直流电,由此造成电能损耗。“我们的项目创新应用了光伏、充电桩直流并网技术,减少转换环节,实现了光伏电量就地就近高比例消纳。”王瀚䞍说。
国网福建省电力公司董事长阮前途说,接下来福建电力部门将年均投入近百亿元,实施配电网提升三年行动,加快建设“数字闽电”,支撑接入各电压等级、各类型电源和负荷,兼容各形态电网运行方式。