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這些年，大家對新能源肯定一點都不陌生。但千家萬戶要用上風光等新能源，并不簡單，需要一個好的系統(tǒng)，這就是新型電力系統(tǒng)。對于什么是新型電力系統(tǒng)，估計很多人未必清楚。

在我國，目前已經具備新型電力系統(tǒng)體系雛形的電網不在東部地區(qū)，而在大西北。專業(yè)期刊《電網與清潔能源》上的一篇文章稱，西北電網是我國首個以新能源為第一大電源的區(qū)域電網，其新能源利用核心指標已經超過歐盟，達到國際領先水平。這是怎么做到的？

什么是新型電力系統(tǒng)？

首先，我們要了解什么是新型電力系統(tǒng)。

2021年3月15日召開的中央財經委員會第九次會議提出構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。這也就是說，新型電力系統(tǒng)最基本的一個“新”就是新能源。

當然，新能源也有一種很重要的特點，比如風電和光伏發(fā)電，其帶有很強的不穩(wěn)定性，受天氣影響很大。因此，新型電力系統(tǒng)還不只是電源“新”，它還有五大特點：清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協(xié)同、靈活智能。簡單說就是這個供電網絡很清潔、很智能，既安全實用，同時也很高效。

為什么西北電網在向“新”方面能走在前頭？

從發(fā)電端來看，在我國西北，波光粼粼的“光伏海”、依山起伏的發(fā)電風車已經成為新風景。

這里有“全國風電裝機第一縣”甘肅瓜州。

這里有“全球裝機容量最大的光伏發(fā)電園區(qū)”青海海南州生態(tài)光伏園。

……

截至2024年2月底，西北電網發(fā)電裝機容量超過4億千瓦，其中新能源超過2億千瓦，新能源裝機占比超過一半，成為主體電源。

我國的新能源發(fā)電，為何在西北成了大氣候？

“天賦好”

“西北地區(qū)擁有得天獨厚的自然資源：豐富的煤炭資源、太陽能和風能，還有廣闊的荒漠地帶。”國家電網有限公司西北分部副總工程師馬曉偉介紹，西北地區(qū)風光資源可開發(fā)量超160億千瓦，風電資源可開發(fā)量占全國三分之一，太陽能資源可開發(fā)量達全國近六成，主要集中在新疆、青海、甘肅。

近些年，我國在西北地區(qū)大力發(fā)展光伏發(fā)電和風力發(fā)電。“2010年以來，西北電網新能源裝機增長超過60倍，相當于建成十座三峽電站。”馬曉偉說，未來，國家規(guī)劃建設風光基地裝機容量超4億千瓦，預計規(guī)劃中60%的“沙戈荒”（沙漠、戈壁灘、荒漠）新能源集中在西北。

“智能腦”

但顯然，僅僅能發(fā)電還遠遠不夠。

前些年，我們看到媒體報道說，西北風、光消納面臨一些困境。馬曉偉表示，這其中的原因有很多方面，一是新能源“靠天吃飯”特征明顯，時有時無的“脾氣”使得電網運行方式安排難度大，對新能源發(fā)電規(guī)律的精準掌握需要時間來積累，傳統(tǒng)電源對新能源的調節(jié)需要時間來磨合。二是西北新能源發(fā)展速度快，裝機規(guī)模遠超用電負荷，自身消納空間有限，需要眼睛向外“找出路”。

破解這樣的痛點，就需要電網變得更加“聰明”。

其核心主要有三個，一是讓電力系統(tǒng)對天氣變化有更強的感知和預測能力，電網在運行過程中可以針對新能源變化制定一系列對策，做到“心中有數”；二是讓電力系統(tǒng)有更靈活的調節(jié)能力，比如，可以用火電、水電“隨新而動”去補充、調節(jié)新能源發(fā)電；三是發(fā)的電如果本地沒有全部用完，也有手段可以長途運輸出去，供工業(yè)發(fā)達、對電力需求較大的地方使用。

說易行難。西北電網在這方面做了很多努力。

對于第一點，馬曉偉介紹，西北電網如今已經全面部署了基于現代信息技術的“5I”智能平臺，該平臺具有提升“氣候彈性”“安全韌性”“調節(jié)柔性”“保障能力”等功能，實現了數智對電力行業(yè)的賦能賦效。簡單來說就是，西北電網現如今已有了一個智能大腦，有了這個大腦，它可以實現提前預測、實時監(jiān)測、主動防御、高效部署、自動調整等功能。

比如，大數據在這中間發(fā)揮著重大的“加持”作用。通過大量數據分析，找出當地新能源發(fā)電變化的規(guī)律性，例如計算出在特定季節(jié)、特定氣候條件下新能源發(fā)電的可靠產出等，掌握新能源供電能力的“晴雨表”。目前，西北電網新能源預測精度已達較高水平，準確率連續(xù)多年位于全國前列，新能源預測周期可長達10天。

再比如，“5I”平臺對于安全韌性的提升，可以通過預判大風、雷電等惡劣天氣對電網運行的影響，進而做出一些安全預控，防止輸電線路大面積跳閘后對新能源發(fā)電造成不利影響。還可以實時監(jiān)測電網中的火電機組開機容量大小是否能支撐整個電網安全，既讓電網運行得穩(wěn)，又讓新能源消納得好。

此外，還可以實時評估區(qū)域內不同省份地區(qū)新能源電力的富裕程度等，自動評估校核并形成市場交易建議，智能、高效地協(xié)助工作人員有針對性地組織、撮合新能源發(fā)電交易，實現“風沒有白刮、電沒有浪費”。

“圍繞電網運行中所需要考慮的氣象、安全、控制、經濟等各方面因素，我們通過打造這樣一個智能平臺，來服務于電網運行需求。”馬曉偉如是說。

“充電寶”

同時，通過儲能、多能互補等形式，讓電力供應更穩(wěn)定，新能源消納更高效。

在新型儲能項目建設方面，比如在甘肅瓜州縣雙塔光伏園區(qū)，有99臺集裝箱，每臺都是一個大號“充電寶”。箱內總計安裝了6.5萬塊磷酸鐵鋰電池，最大儲能容量達240兆瓦時。儲能電站既可作為獨立電站參與電網調峰調頻，也可幫助新能源發(fā)電企業(yè)代為儲能，還可以作為用戶方的備用電源。

“截至去年年底，西北地區(qū)火電、水電總裝機約2.1億千瓦，新型儲能規(guī)模突破千萬千瓦。”馬曉偉介紹，這樣做可以確保即使在風力不夠或光照不足的情況下，通過“多能互補”，保證足夠的電力供應，確保電力用戶的日常生活和工作不受影響。

馬曉偉表示，通過推動火電深調改造和水電的靈活運用等一系列措施，2023年累計多消納新能源188億千瓦時，提升利用率6個百分點。

通過一系列努力，2023年，西北電網的新能源利用率超95%。這放在全球范圍來看，也已是較高比例。

“特高壓”

對于電力的長距離運輸，早在上世紀80年代，錢學森就曾設想利用戈壁灘上巨大的風能和太陽能資源為國家提供電力，但很長一段時間，工程上的種種困難令此類設想顯得不切實際：遠距離傳輸大量電力是個艱巨挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)電網也難以應對可再生能源發(fā)電的劇烈波動。

如今，隨著特高壓技術、數智技術等快速發(fā)展，西北地區(qū)潛力得到空前釋放。

這些特高壓輸電線路跨越千山萬水，讓電有了瞬移技能，有效減少遠距離輸電過程中的電力損耗，解決了“西電東送”的技術難題，確保了西北地區(qū)豐富的清潔能源惠及全國，尤其是能源需求巨大的東部沿海地區(qū)。

這些輸電線路最長超3000公里，橫跨超半個中國，成為“外送能力最強、規(guī)模最大的區(qū)域電網”。馬曉偉透露，預計到“十四五”末，外送規(guī)模將突破1億千瓦。

外地如何高效消納西北地區(qū)輸送過去的綠電？

馬曉偉介紹，會在政府能源主管部門的帶領下，提前去“招商引資”。“看看哪些省份的新能源資源與我們可以互補，哪些省份缺電，哪些省份缺綠電指標。”馬曉偉表示，雙方談判協(xié)商什么時間段、送多少電過去，通過國家電網公司的交易平臺最終交易。保證綠電能送得出去，也能用得起來。“交易計劃安排好了，就能消納很大一部分。日內運行時，也會調動源、網、荷、儲各方面來最大化消納，爭取較高的利用率。”

綠電今之困境如何破？

目前，新能源裝機比重越來越高，新能源發(fā)電的間歇性、波動性被不斷放大，電網應對壓力增加。“午間光伏大要保證好新能源消納，晚上風力不足時要保證好電力供應，實屬兩難。”馬曉偉介紹說，“還有一個問題，以前東部地區(qū)新能源裝機率較低、負荷和用電量大，西部地區(qū)基本上送去多少新能源，對側就能消納多少。現在區(qū)外新能源發(fā)展也很快，會面臨兩邊新能源消納需求都旺盛的矛盾。”馬曉偉直言了如今的挑戰(zhàn)。

“主要還是要從規(guī)劃設計上解決問題。”一位業(yè)內人士表示，電網和電源企業(yè)都應加強向能源主管部門的積極匯報和溝通，加強電網整體規(guī)劃，優(yōu)化光伏和風電裝機比例、布局等，爭取新能源項目與送出通道、調節(jié)能力同步規(guī)劃、建設和投運，服務好新能源高效利用和高質量發(fā)展。 

原標題：在大西北，有項設施不僅很“風光”還國際領先