中國儲能網(wǎng)訊：11月1日，江蘇國信靖江2臺100萬千瓦擴建項目500千伏送出工程順利投運。這是江蘇省下半年建成的首項煤電配套送出工程，該工程投運后，將釋放2臺100萬千瓦機組發(fā)電能力，不僅緩解用電壓力，更對保障江蘇區(qū)域能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、服務(wù)綠色發(fā)展發(fā)揮重要作用。
電源降碳增綠是實現(xiàn)能源供給革命的重要途徑。在雙碳戰(zhàn)略指引下，作為經(jīng)濟大省與能源消費大省的江蘇，其電源結(jié)構(gòu)正經(jīng)歷深刻轉(zhuǎn)型：發(fā)電主體正由單一的燃煤發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)光等新能源發(fā)電和煤電并存。
然而，轉(zhuǎn)型之路挑戰(zhàn)重重：火電清潔發(fā)電水平有待提升、新能源開發(fā)力度仍需加大、區(qū)外來電綠電占比不足、傳統(tǒng)機組靈活性有待挖掘……面對挑戰(zhàn)，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司（以下簡稱“江蘇電力”）會同政府部門和電源企業(yè)，共同推動新型電力系統(tǒng)電源要素高質(zhì)量發(fā)展。
火電“減碳”推動傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型升級
7月8日，國家能源重點工程——國信沙洲電廠2號機組順利通過168小時滿負(fù)荷試運行，正式投入運營，將有力支撐蘇南負(fù)荷中心的用電需求。國信沙洲2臺100萬千瓦清潔高效支撐性電源項目，共建設(shè)2臺百萬千瓦二次再熱超超臨界燃煤發(fā)電機組，具有參數(shù)高、煤耗低、調(diào)峰能力強、超潔凈排放等特點。值得一提的是，項目設(shè)計煤耗低至260.5克/千瓦時，排放物均低于國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)。
項目的順利投運，離不開國網(wǎng)江蘇電力方天公司（以下簡稱“方天公司”）調(diào)試團隊的精密保障。自6月2日整套啟動以來，該團隊24小時駐守現(xiàn)場，擔(dān)任總指揮，完成了汽門嚴(yán)密性試驗、汽輪機超速試驗、ATT試驗、RB試驗等幾十項關(guān)鍵試驗，并逐一核對了機組近5萬個測點，對關(guān)鍵設(shè)備和重點環(huán)節(jié)實施嚴(yán)格管控。
投運前一天，7月7日凌晨，現(xiàn)場巡查發(fā)現(xiàn)二號機主蒸汽減溫水調(diào)節(jié)閥因前期安裝問題，導(dǎo)致閥門無法完全關(guān)閉。這一故障不僅影響汽溫，阻礙機組出力和安全運行，長期下來還可能導(dǎo)致蒸汽管道積水，損害鍋爐受熱面及汽機安全運行。
面對這一突發(fā)挑戰(zhàn)，調(diào)試團隊迅速反應(yīng)，立即組織各參建單位，連夜制定并執(zhí)行消缺方案，最終在投運前成功排除隱患?！罢{(diào)試期間，像這樣或大或小的缺陷，團隊平均每天要處理7~8項?！狈教旃緡派持揠姀S調(diào)試項目部副經(jīng)理何鵬飛介紹，“我們建立了缺陷風(fēng)險等級評估機制，分層分類制定消缺策略，確保機組零缺陷、高質(zhì)量投運?！?/span>
支撐江蘇火電行業(yè)持續(xù)減排的，還有一套覆蓋全省的“智慧天眼”。在位于方天公司的江蘇火力發(fā)電節(jié)能減排監(jiān)控大屏上，全省292家電廠、670臺機組的實時排放數(shù)據(jù)，正以每次10秒的頻率刷新著。
這套由方天公司自主開發(fā)建設(shè)的江蘇火力發(fā)電節(jié)能減排監(jiān)控系統(tǒng)，是我國該領(lǐng)域規(guī)模最大、覆蓋最全、交互最快的監(jiān)控系統(tǒng)。
“這套系統(tǒng)覆蓋全省292家電廠、670臺機組、裝機容量超過1億千瓦?！狈教旃经h(huán)保技術(shù)中心四級職員、江蘇省電力行業(yè)節(jié)能環(huán)保工程技術(shù)研究中心負(fù)責(zé)人孫栓柱介紹。通過2000個測點/機組的精密監(jiān)測，使江蘇省火力發(fā)電的3項主要大氣污染物——二氧化硫、氮氧化物和煙塵的排放濃度10年來分別下降了80%、60%、86%。
這套系統(tǒng)的開發(fā)，既是響應(yīng)“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實需要，也源于火電行業(yè)面臨的多重壓力。數(shù)據(jù)顯示，2013~2023年間，火電機組平均利用小時數(shù)從5000小時降至4170小時，部分機組長期在65%-75%負(fù)荷運行，煤耗率較滿載時增加25千克/小時。
風(fēng)光“破億” 服務(wù)新能源躍升電源主角
截至9月底，江蘇風(fēng)光新能源裝機規(guī)模達到10967萬千瓦（其中風(fēng)電2356萬千瓦，光伏8611萬千瓦），占發(fā)電總裝機的46.4%。
回溯發(fā)展軌跡，江蘇新能源裝機增速持續(xù)加快：2022年12月，江蘇新能源裝機首超5000萬千瓦。此后，江蘇新能源裝機分別用時9個月、6個月、6個月跨越6000萬千瓦、7000萬千瓦、8000萬千瓦大關(guān)，從今年1月突破9000萬千瓦到5月底超1億千瓦，僅用時不到3個月。
分布式光伏增勢尤為顯著。截至9月底，江蘇分布式光伏裝機達6160萬千瓦，在國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)位居首位?？梢灶A(yù)見，新能源正從昔日的“配角”加速邁向“主角”。
為服務(wù)海量分布式光伏發(fā)展，去年5月，由江蘇電力自主研發(fā)的我國首個分布式光伏資源開發(fā)配置平臺建成。該平臺創(chuàng)新結(jié)合人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)江蘇全境10萬平方公里范圍內(nèi)屋頂分布式光伏資源的大規(guī)模精準(zhǔn)定位、評估與優(yōu)化配置，將有效服務(wù)分布式光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，全面提升分布式光伏裝機、使用效率，更好服務(wù)“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
“只需要輸入位置等信息，平臺基于該地區(qū)發(fā)展需求、電網(wǎng)現(xiàn)狀等因素，1秒內(nèi)就能測算出這個地區(qū)分布式光伏可開發(fā)規(guī)模，并給出‘裝多少’‘何時裝’建議?！眹W(wǎng)江蘇電科院配電網(wǎng)技術(shù)中心主任史明明介紹，這為政府規(guī)劃決策和光伏開發(fā)商投資提供了高效決策參考，能有效引導(dǎo)省內(nèi)分布式光伏有序發(fā)展。
江蘇電力還將江蘇全省95個區(qū)縣劃分為1200余個供電網(wǎng)格，利用平臺對供電網(wǎng)格進行光伏承載力仿真分析，定位了2000余個隨著分布式光伏進一步發(fā)展可能會出現(xiàn)的薄弱點?！案鶕?jù)地區(qū)分布式光伏發(fā)展進度，我們將分批次實施治理方案，以更堅強的網(wǎng)架，促進分布式光伏可持續(xù)友好發(fā)展?！苯K電力配網(wǎng)管理部副主任張明明說。
武漢大學(xué)電氣與自動化學(xué)院院長董旭柱表示，分布式光伏資源開發(fā)配置平臺解決了光伏資源摸排難、接入電網(wǎng)影響評估難等問題，為有序開發(fā)分布式光伏資源、服務(wù)能源綠色轉(zhuǎn)型提供了強有力的數(shù)字化工具，值得在全國推廣應(yīng)用。
據(jù)統(tǒng)計，“十四五”以來，江蘇電網(wǎng)在新能源裝機年均增長26%的情況下，新能源消納率始終保持99%以上，位居全國前列，新能源發(fā)展實現(xiàn)了“既增量、又穩(wěn)率”。
電網(wǎng)“強腦” 智能調(diào)度破解消納難題
風(fēng)光等新能源的間歇性和波動性，給電網(wǎng)的實時平衡和穩(wěn)定運行帶來了前所未有的巨大挑戰(zhàn)。新能源“裝得多”固然可喜，但如何確保“接得住”“用得好”，成為亟須破解的核心課題。
在江蘇，火電的角色正經(jīng)歷深刻轉(zhuǎn)變：從提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源演進，其“壓艙石”托底作用日益凸顯?；痣姍C組的深度調(diào)峰能力成為網(wǎng)源協(xié)調(diào)的關(guān)鍵。
所謂調(diào)峰，是指根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷曲線變化，靈活調(diào)整機組出力。傳統(tǒng)火電機組的調(diào)峰最低出力在額定出力的50%左右。為更好接納新能源，火電必須具備更低負(fù)荷運行能力，即“深度調(diào)峰”。
當(dāng)前，在政策引導(dǎo)和技術(shù)進步下，火電機組調(diào)峰深度已普遍降至20%~30%額定負(fù)荷。去年10月1日，太倉協(xié)鑫發(fā)電有限公司4號33萬千瓦燃煤發(fā)電機組通過18%額定負(fù)荷深度調(diào)峰出力認(rèn)證，這是江蘇省內(nèi)煤電機組首次具備20%以下深度調(diào)峰能力。
“這意味著在風(fēng)光‘大發(fā)’時段，該機組可從滿負(fù)荷33萬千瓦下降至5.94萬千瓦，滿足約27萬千瓦風(fēng)光新能源的快上快下。”負(fù)責(zé)此次深度調(diào)峰能力認(rèn)證現(xiàn)場試驗的方天公司熱能動力中心鍋爐專業(yè)員陸燕寧介紹。
截至目前，江蘇電網(wǎng)132臺30萬千瓦及以上公用統(tǒng)調(diào)燃煤組中130臺機組實現(xiàn)深度調(diào)峰運行，平均調(diào)峰深度達到30.3%，其中國能諫壁電廠14號100萬千瓦機組最小技術(shù)出力達到16%。
然而，僅靠火電的深度調(diào)峰能力，仍難以應(yīng)對新能源消納的復(fù)雜局面。如何精準(zhǔn)地判斷該調(diào)多少峰？“電廠發(fā)多少電，發(fā)出來的電往哪兒送，都是靠調(diào)度系統(tǒng)來控制的。”江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度運行處處長仇晨光認(rèn)為，應(yīng)對新能源消納壓力日益增加的關(guān)鍵，在于構(gòu)建一個高度智能化的“電網(wǎng)大腦”，即電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)調(diào)度控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，江蘇電力打造的新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)采集范圍、系統(tǒng)運算能力、省市協(xié)同效率、基礎(chǔ)調(diào)度功能等方面進行了全面升級。針對新能源發(fā)電的波動性和不確定性，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)量身定制了實時“電網(wǎng)畫像”功能，通過在線滾動計算當(dāng)前電網(wǎng)的動態(tài)輸送能力，精準(zhǔn)反映電網(wǎng)實時運行狀態(tài)。
“根據(jù)畫像，我們可以精準(zhǔn)調(diào)控火力發(fā)電廠的發(fā)電量，讓電網(wǎng)多利用新能源，提升新能源發(fā)電的利用率，也能提前預(yù)測極端情況下新能源發(fā)電過多的情況，做好電網(wǎng)安全運行的預(yù)案。”江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度運行處副處長李杰介紹。
“雙碳”目標(biāo)下，新能源的崛起勢不可擋，火電的“退居二線”并非簡單的替代，而是一次深刻的角色重構(gòu)。當(dāng)“追風(fēng)逐日”的清潔能源與經(jīng)歷“涅槃重生”的低碳火電形成強大合力，江蘇的能源轉(zhuǎn)型將走出一條“增量崛起”與“存量升級”并重的獨特道路。
這套系統(tǒng)的開發(fā)，既是響應(yīng)“雙碳”目標(biāo)的現(xiàn)實需要，也源于火電行業(yè)面臨的多重壓力。數(shù)據(jù)顯示，2013~2023年間，火電機組平均利用小時數(shù)從5000小時降至4170小時，部分機組長期在65%~75%負(fù)荷運行，煤耗率較滿載時增加25千克/小時。
風(fēng)光“破億”
服務(wù)新能源躍升電源主角
截至10月底，江蘇風(fēng)光新能源裝機規(guī)模達到1.1044億千瓦（其中風(fēng)電2356萬千瓦，光伏8688萬千瓦），占發(fā)電總裝機的46.48%
回溯發(fā)展軌跡，江蘇近年來新能源裝機增速持續(xù)加快：2022年12月，江蘇新能源裝機首超5000萬千瓦。此后，江蘇新能源裝機分別用時9個月、6個月、6個月跨越6000萬千瓦、7000萬千瓦、8000萬千瓦大關(guān)，從今年1月突破9000萬千瓦到5月底超1億千瓦，僅用時不到3個月。
分布式光伏增長尤為顯著。截至9月底，江蘇分布式光伏裝機達6160萬千瓦，在國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)位居首位?？梢灶A(yù)見，新能源正從昔日的“配角”加速邁向“主角”。
為服務(wù)海量分布式光伏發(fā)展，2024年5月，由江蘇電力自主研發(fā)的我國首個分布式光伏資源開發(fā)配置平臺建成。該平臺創(chuàng)新結(jié)合人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實現(xiàn)江蘇全境10萬平方千米范圍內(nèi)屋頂分布式光伏資源的大規(guī)模精準(zhǔn)定位、評估與優(yōu)化配置，將有效服務(wù)分布式光伏產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，全面提升分布式光伏裝機容量、使用效率，更好服務(wù)“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
“只需要輸入位置等信息，平臺基于該地區(qū)發(fā)展需求、電網(wǎng)現(xiàn)狀等因素，1秒內(nèi)就能測算出這個地區(qū)分布式光伏可開發(fā)規(guī)模，并給出‘裝多少’‘何時裝’建議?！眹W(wǎng)江蘇電科院配電網(wǎng)技術(shù)中心主任史明明介紹，這為政府規(guī)劃決策和光伏開發(fā)商投資提供了高效決策參考，能有效引導(dǎo)省內(nèi)分布式光伏有序發(fā)展。
江蘇電力還將江蘇全省95個區(qū)縣劃分為1200余個供電網(wǎng)格，利用平臺對供電網(wǎng)格進行光伏承載力仿真分析，定位了2000余個隨著分布式光伏進一步發(fā)展可能會出現(xiàn)的薄弱點?！案鶕?jù)地區(qū)分布式光伏發(fā)展進度，我們將分批次實施治理方案，以更堅強的網(wǎng)架，促進分布式光伏可持續(xù)友好發(fā)展?！苯K電力配網(wǎng)管理部副主任張明明說。
武漢大學(xué)電氣與自動化學(xué)院院長董旭柱表示，分布式光伏資源開發(fā)配置平臺解決了光伏資源摸排難、接入電網(wǎng)影響評估難等問題，為有序開發(fā)分布式光伏資源、服務(wù)能源綠色轉(zhuǎn)型提供了強有力的數(shù)字化工具，值得在全國推廣應(yīng)用。
據(jù)統(tǒng)計，“十四五”以來，江蘇電網(wǎng)在新能源裝機年均增長26%的情況下，新能源消納率始終保持在99%以上，位居全國前列，新能源發(fā)展實現(xiàn)了“既增量、又穩(wěn)率”。
電網(wǎng)“強腦”
智能調(diào)度破解消納難題
風(fēng)光等新能源的間歇性和波動性，給電網(wǎng)的實時平衡和穩(wěn)定運行帶來了前所未有的巨大挑戰(zhàn)。新能源“裝得多”固然可喜，但如何確保“接得住”“用得好”，成為亟須破解的核心課題。
在江蘇，火電的角色正經(jīng)歷深刻轉(zhuǎn)變：從提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源演進，其“壓艙石”托底作用日益凸顯?；痣姍C組的深度調(diào)峰能力成為網(wǎng)源協(xié)調(diào)的關(guān)鍵。
所謂調(diào)峰，是指根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷曲線變化，靈活調(diào)整機組出力。傳統(tǒng)火電機組的調(diào)峰最低出力在額定出力的50%左右。為更好接納新能源，火電必須具備更低負(fù)荷運行能力，即“深度調(diào)峰”。
當(dāng)前，在政策引導(dǎo)和技術(shù)進步下，火電機組調(diào)峰深度已普遍降至20%~30%額定負(fù)荷。2024年10月1日，太倉港協(xié)鑫發(fā)電有限公司4號33萬千瓦燃煤發(fā)電機組通過18%額定負(fù)荷深度調(diào)峰出力認(rèn)證，這是江蘇省內(nèi)煤電機組首次具備20%以下深度調(diào)峰能力。
“這意味著在風(fēng)光‘大發(fā)’時段，該機組可從滿負(fù)荷33萬千瓦下降至5.94萬千瓦，滿足約27萬千瓦風(fēng)光新能源的快上快下。”負(fù)責(zé)此次深度調(diào)峰能力認(rèn)證現(xiàn)場試驗的方天公司熱能動力中心鍋爐專業(yè)員陸燕寧介紹。
截至目前，江蘇電網(wǎng)132臺30萬千瓦及以上公用統(tǒng)調(diào)燃煤機組中，130臺機組實現(xiàn)深度調(diào)峰運行，平均調(diào)峰深度達到30.3%，其中國能諫壁電廠14號100萬千瓦機組最小技術(shù)出力達到16%。
然而，僅靠火電的深度調(diào)峰能力，仍難以應(yīng)對新能源消納的復(fù)雜局面。如何精準(zhǔn)地判斷該調(diào)多少峰？“電廠發(fā)多少電，發(fā)出來的電往哪兒送，都是靠調(diào)度系統(tǒng)來控制的?！苯K電力調(diào)度控制中心調(diào)度運行處處長仇晨光認(rèn)為，應(yīng)對新能源消納壓力日益增加的關(guān)鍵，在于構(gòu)建一個高度智能化的“電網(wǎng)大腦”，即電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)調(diào)度控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，江蘇電力打造的新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)采集范圍、系統(tǒng)運算能力、省市協(xié)同效率、基礎(chǔ)調(diào)度功能等方面進行了全面升級。針對新能源發(fā)電的波動性和不確定性，新型電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)量身定制了實時“電網(wǎng)畫像”功能，通過在線滾動計算當(dāng)前電網(wǎng)的動態(tài)輸送能力，精準(zhǔn)反映電網(wǎng)實時運行狀態(tài)。
“根據(jù)畫像，我們可以精準(zhǔn)調(diào)控火力發(fā)電廠的發(fā)電量，讓電網(wǎng)多利用新能源，提升新能源發(fā)電的利用率，也能提前預(yù)測極端情況下新能源發(fā)電過多的情況，做好電網(wǎng)安全運行的預(yù)案。”江蘇電力調(diào)度控制中心調(diào)度運行處副處長李杰介紹。
“雙碳”目標(biāo)下，新能源的崛起之勢不可阻擋，火電“退居二線”并非簡單的替代，而是一次深刻的角色重構(gòu)。當(dāng)“追風(fēng)逐日”的清潔能源與經(jīng)歷“涅槃重生”的低碳火電形成強大合力，江蘇的能源轉(zhuǎn)型必將走出一條“增量崛起”與“存量升級”并重的道路。
