遼寧大連位于遼東半島最南端,三面環海。莊河市黃海海域,一座座海上風機隨風轉動;瓦房店市渤海灣畔,紅沿河核電站的機組晝夜運行。這里還有眾多火電廠、光伏電站。它們是大連建設新型電力系統的重要組成部分,生產的電能經過電網源源不斷地輸送至遠方,點亮萬家燈火。
習近平總書記在新時代推動東北全面振興座談會上強調,加快發展風電、光電、核電等清潔能源,建設風光火核儲一體化能源基地。
大連電源結構中風光火核儲種類齊全。11月28日,大連市發展和改革委員會與大連供電公司共同研討地區分布式新能源、儲能、遠海風電等專題規劃,推動大連地區加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系,全力打造全要素、均衡化的風光火核儲一體化能源基地。
新型電力系統是新型能源體系的重要組成。國網遼寧省電力有限公司在大連打造了“三化促五強”新型電力系統示范,建強海陸一體化主網、升級一流現代化配網、扎實提升數智化水平,“清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能”五方面得到增強。
截至11月底,大連電源裝機總容量1668萬千瓦,占全省的21%,呈現“送端型”電源特征。當地電源中,火電裝機占比40.2%,核電裝機占比40.0%,風電裝機占比12.7%,光伏發電裝機占比6.2%,水電裝機占比0.1%,儲能裝機占比0.8%。
當前,大連正在建設國家碳達峰試點城市。“在清潔能源利用方面,大連電網在全省處于領先地位。近年來,我們大力推進新能源開發和利用,提高新能源在能源結構中的占比。”大連供電公司發展策劃部主任牛威介紹,在大連,火電、核電作為傳統能源提供穩定的電能輸出,風電、光伏發電等新能源逐步在能源結構中占據重要地位,而儲能也為大連地區的能源保障提供了有力支持。
大連地區清潔能源占比高的特點對能源保供提出了更高要求。如何統籌綠色低碳發展和能源供應安全,是電網企業的必答題。國網遼寧省電力有限公司統籌電力保供、清潔取暖、電網調峰和新能源電量消納,促進煤電與新能源發電融合發展,提升電力系統的靈活性和安全性,保障電力安全穩定供應。
目前,大連地區的主力火電機組已全部完成靈活性改造,最小技術出力均低于30%,處于國內領先水平,提升了電力系統的調節能力。基于這一條件,國網遼寧電力依托莊河火電廠、莊河海上風電項目、永記和新農光伏發電項目開展耦合系統工程示范,研究新能源與火力發電的集成耦合機制及協同控制方法。
12月3日,莊河地區光照良好,風力增強。國網遼寧電力新能源與火力發電耦合系統協同控制平臺上顯示著耦合系統實時出力曲線圖。“從零點開始,耦合系統出力持續處于高位,火電機組出力正相反。因為海上風力較大,風電出力也處于高位。光伏出力則是從上午10點開始快速爬升,一直到下午4點,變化非常明顯。”國網遼寧電力調度控制中心值班長高梓濟介紹。
經測算,當天83.52%的時間里耦合系統新能源電源出力占比高于火電,新能源出力占比最大達到81.2%。午間新能源電量大發時段,莊河火電廠1號機組持續運行在發電負荷小于30%的深度調峰狀態,火電機組最低出力為15.4萬千瓦。
國網遼寧電力利用新能源與火力發電耦合系統協同控制平臺,可以根據負荷情況、新能源功率預測情況,實現耦合系統內各電源機組出力自動分配,促進新能源電量消納。
近期,隨著氣溫走低,供暖用電需求增加。國網遼寧電力調度人員密切關注紅沿河核電站的運行參數,充分發揮核電在能源保供中的“穩定器”作用。
今年前11個月,紅沿河核電站發電量466億千瓦時,較去年同期增長3.25%。“我們實施機組靈活調峰策略,通過精細調整機組運行狀態、適時降低功率等措施,為新能源電量消納騰出更多的空間。”紅沿河核電站生產計劃部工程師蒲開元說。近5年,紅沿河核電站累計通過靈活調峰助力電網多消納新能源電量68億千瓦時。
多元化的電源生產的電能通過電網外送。7座500千伏變電站和22條500千伏線路構成了大連清潔能源外送的“高速路”。國網遼寧電力發展策劃部新型電力系統處副處長宋卓然介紹,該公司規劃升級柔性交直流混聯的海陸一體化主網,統籌海域、陸域源荷資源,按照“能分則分、可離可合、宜柔則柔”思路,將采用交流分散就近接入、直流匯集送出等不同方式滿足大連等沿海地區的海上風電接入需求。
由于三面環海,大連呈現“終端型”電網特征。“大連主城區電網要通過這段狹長通道,才能與北部主網相連。所以,極端天氣下存在供電安全風險。”牛威用手指著大連地區電網接線圖上的一片區域說。2007年,強暴風雪曾導致大連主城區電網孤網運行。面對這一地形條件造成的痛點,近年來,國網遼寧電力加強對大連地區電網的建設力度,對外優化聯絡通道,對內打造各電壓等級互濟有機整體。在配電網方面,該公司建設安全可靠型、普惠利民型、靈活友好型、數字前瞻型、經濟高效型“五型”配電網,服務新型負荷高效接入、靈活互動,并以夏季達沃斯論壇舉辦地東港商務區為高可靠性試點,開展“鉆石網+雙花瓣”網架優化。
6月17日至18日,國網遼寧電力組織大連恒流儲能電站、華能大連電廠、大連供電公司開展了全球首次新型儲能黑啟動城市電網大容量火電機組試驗,驗證了極端情況下大連電網的應急保障能力,為沿海、半島及其他特殊地形地區電網規劃提供借鑒。
以破解“終端型+送端型”矛盾為主線,國網遼寧電力在大連打造新型電力系統示范標桿,推動系統“清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能”水平整體提升。