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筑牢新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定基礎

作者：海南中能電力股份有限公司  發(fā)布時間：2025-03-31 15:33:02  瀏覽：1044

近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024—2027年）》，分別針對不同方向提出9項專項行動，推進今后4年高質(zhì)量建設新型電力系統(tǒng)各項工作。分析各專項行動的具體內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，其中多項內(nèi)容旨在提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障能力，夯實新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的根基。
推進能源轉(zhuǎn)型、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)包含諸多目標任務，其中安全穩(wěn)定始終為目標之首、任務之要。研讀方案相關任務要求，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)化加強電網(wǎng)主網(wǎng)架、推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展、提升新型主體涉網(wǎng)性能、推進構(gòu)網(wǎng)型技術應用、建設智慧化調(diào)度體系等多項工作從頂層進行了設計部署，以確保新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
優(yōu)化加強主網(wǎng)架：提升資源配置能力應對風險挑戰(zhàn)
隨著新型電力系統(tǒng)建設步伐的加快，電力系統(tǒng)的“雙高”特性日益凸顯，安全穩(wěn)定運行面臨諸多風險挑戰(zhàn)。
“我國95%左右的非化石能源主要通過轉(zhuǎn)化為電能加以利用?！敝袊こ淘涸菏渴嬗”氡硎?，電網(wǎng)連接生產(chǎn)和消費，是保障電力送得出、用得好的關鍵平臺，是電力系統(tǒng)安全運行的物理基礎，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。
資料顯示，截至2023年底，全國電網(wǎng)220千伏及以上輸電線路回路長92.05萬千米，變電設備容量為54.02億千伏安。
近年來，電網(wǎng)企業(yè)不斷加快超特高壓跨省跨區(qū)輸電基礎設施建設，積極優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。今年以來，川渝、張北—勝利特高壓交流工程，以及金上—湖北、隴東—山東、“寧電入湘”、哈密—重慶、陜北—安徽特高壓直流工程等重點跨省跨區(qū)輸電工程推進速度不斷加快。截至目前，國家電網(wǎng)有限公司（以下簡稱“國家電網(wǎng)”）累計建成33項特高壓工程，逐步形成“西電東送”“北電南供”格局；中國南方電網(wǎng)有限責任公司（以下簡稱“南方南網(wǎng)”）則建成“八交十一直”19條500千伏及以上電壓等級的“西電東送”輸電大通道。
隨著一條條電力“高速路”將各大能源基地與負荷中心串接起來，我國跨省跨區(qū)配置電力的能力大大增強。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會的數(shù)據(jù)，2024年上半年，全國完成跨區(qū)輸送電量3905億千瓦時，同比增長9.7%；完成跨省輸送電量8805億千瓦時，同比增長6.0%。
在加大投入建設跨省跨區(qū)電網(wǎng)的同時，各省域電網(wǎng)主網(wǎng)架也在抓緊加固。
今年以來，在北京，首座戶內(nèi)500千伏樞紐變電站，也是首座500千伏鋼結(jié)構(gòu)變電站——懷柔500千伏科學城變電站實現(xiàn)開工；在浙江，30項500千伏及以上工程全部復工；在湖北，電網(wǎng)企業(yè)著力建強電網(wǎng)主動脈，有序推進5項500千伏工程建設任務；國網(wǎng)西藏電力圍繞拉薩負荷中心全力構(gòu)建500千伏環(huán)網(wǎng)，并加快推進日喀則—拉薩主網(wǎng)架加強工程。
然而，“隨著我國電力需求的快速增長和能源結(jié)構(gòu)的加速轉(zhuǎn)型，電網(wǎng)局部地區(qū)還存在薄弱環(huán)節(jié)。”舒印彪指出，這影響到了大電網(wǎng)優(yōu)化配置資源的能力。
5月28日制發(fā)的《國家能源局關于做好新能源消納工作 保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》明確，對500千伏及以上新能源配套電網(wǎng)項目，國家能源局每年組織國家電力發(fā)展規(guī)劃內(nèi)項目調(diào)整，并為國家布局的有關重點項目開辟納規(guī)“綠色通道”，加快推動一批新能源配套電網(wǎng)項目納規(guī)。
為了切實加強本供區(qū)主網(wǎng)架建設，國家電網(wǎng)提出，強化協(xié)調(diào)機制和要素保障，優(yōu)化網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；南方電網(wǎng)則提出將在“十五五”期間構(gòu)建“合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、安全可控、開放互濟”的電網(wǎng)主網(wǎng)架。
舒印彪表示，目前我國電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)在統(tǒng)一規(guī)劃方面做得還不夠，要協(xié)調(diào)各方建立溝通機制，加強源網(wǎng)荷儲協(xié)同規(guī)劃，強化規(guī)劃方案安全穩(wěn)定和供電充裕性的系統(tǒng)性論證。他認為，當前全國電網(wǎng)還存在“強直弱交”問題，交直流協(xié)調(diào)性不足，要結(jié)合交流網(wǎng)架承載能力，合理控制同送同受直流群規(guī)模。另外他建議，針對重點區(qū)段、重點部位提升桿塔、地線等輸變電設備的差異化設計，提升工程可靠性和抵御災害能力。
配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展：提升用戶供電可靠性和系統(tǒng)承載力
近年來，極端天氣和自然災害頻發(fā)多發(fā)，以及新型主體大規(guī)模并網(wǎng)等，給供電可靠性帶來沖擊。推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展、提升電網(wǎng)靈活性以及對新能源的承載能力，成為提高新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障能力的關鍵。
“配電網(wǎng)覆蓋城鄉(xiāng)區(qū)域，連接千家萬戶，是現(xiàn)代經(jīng)濟社會的重要基礎設施和新型電力系統(tǒng)的重要組成部分?！敝袊こ淘涸菏客醭缮奖硎荆潆娋W(wǎng)在落實國家戰(zhàn)略部署、保障經(jīng)濟社會發(fā)展、服務改善民生、推動能源轉(zhuǎn)型等方面，發(fā)揮著“主戰(zhàn)場”和“主力軍”作用。
提高分布式新能源接入能力是配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵指標和重要發(fā)力點。近年來，我國分布式新能源實現(xiàn)長足發(fā)展，在一定程度上改變了傳統(tǒng)的電力供需關系，支撐“身邊取”崛起，成為平衡供需不可或缺的力量。截至2023年底，全國分布式新能源裝機已經(jīng)超過2.5億千瓦。而根據(jù)《關于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》，到2025年，我國配電網(wǎng)承載力和靈活性還將顯著提升，需要具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬臺左右電動汽車充電樁的接入能力。
8月份，國家能源局印發(fā)的《配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展行動實施方案（2024—2027年）》要求，重點推進“四個一批”建設改造任務，一是加快推動一批供電薄弱區(qū)域配電網(wǎng)升級改造項目；二是針對性實施一批防災抗災能力提升項目；三是建設一批滿足新型主體接入的項目；四是創(chuàng)新探索一批分布式智能電網(wǎng)項目。
面對配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展新任務，電網(wǎng)企業(yè)也在加緊行動。國家電網(wǎng)明確，配電網(wǎng)是電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的關鍵，要提高可靠性，突出保民生，提升承載能力，強化主動運維。與此同時，南方電網(wǎng)也全面推進電網(wǎng)設備大規(guī)模更新，預計2024—2027年其配電網(wǎng)可靠性提升工程投資比重有望達到14.66%。根據(jù)規(guī)劃，到2025年南方五省區(qū)將具備5000萬千瓦分布式新能源、250萬臺充電樁的接入能力。
實際上，電網(wǎng)企業(yè)近年來通過持續(xù)開展城鎮(zhèn)老舊小區(qū)、城中村電網(wǎng)建設和問題整治，深入推進農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程，顯著提升了供電能力和供電可靠性。不過即便如此，配電設施改造仍舊面臨升級投入大、協(xié)調(diào)難等現(xiàn)實問題。例如，現(xiàn)階段南方電網(wǎng)供區(qū)有城中村5581個，常住人口約占供區(qū)總常住人口的10%左右。對此，南方電網(wǎng)董事長孟振平建議，建立健全“地方政府有力主導、供電企業(yè)深度參與、社會各方有效協(xié)同”的城中村供用電改造共建共治模式，完善聯(lián)合規(guī)劃、出資、改造長效機制；同時還需要強化城中村改造頂層規(guī)劃設計，并科學合理預留線路走廊、電纜通道等電力設施用地。
提升新型主體涉網(wǎng)性能：確保系統(tǒng)穩(wěn)定供應和安全運行
近日，兩項強制性國家標準《電動汽車供電設備安全要求》《電動汽車傳導充電系統(tǒng)安全要求》發(fā)布。前者規(guī)定了電動汽車供電設備的一般安全要素要求，以及標準的實施要求和相應試驗方法；后者聚焦充電過程的安全性、可靠性和高效性，保障用戶和周圍環(huán)境的安全，防范潛在安全風險。
其實，我國很早就印發(fā)了《電動汽車充電設施標準體系項目表（2015年版）》，其中涉及的多項有關電動汽車充電設施并網(wǎng)技術標準和管理要求已經(jīng)明確，剩余各項內(nèi)容也早在制定當中。另據(jù)了解，近期還有幾十個與儲能相關的新版國家標準發(fā)布。
4月12日，在青海省海南藏族自治州共和縣塔拉灘上，一望無垠的戈壁灘變身為由光伏板構(gòu)成的藍色海洋。在我國廣袤的土地上，到處都有這種生產(chǎn)綠色電能的“藍海”。要確保在充分消納綠電的同時維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，僅僅對傳統(tǒng)火電進行靈活性改造挖潛遠遠不夠，更需要相應提升新能源、新型儲能、電動汽車充換電設施等新型主體的涉網(wǎng)性能。
“電動汽車、新型儲能等主體快速發(fā)展。各類新型主體涉網(wǎng)性能差異化明顯，弱抗擾動性和弱支撐性對于系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來極大風險?！笔嬗”氡硎?，未來新能源成為供給主體，負荷側(cè)新要素不斷涌現(xiàn)，必須提升其涉網(wǎng)性能，增強對電力保供和安全運行的支撐能力，推動公平承擔安全和成本責任。
4月2日，國家能源局印發(fā)《關于促進新型儲能并網(wǎng)和調(diào)度運用的通知》，明確了新型儲能接入系統(tǒng)應符合電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行要求，完成相應性能試驗及涉網(wǎng)試驗，新型儲能設備應滿足國家、行業(yè)技術標準及管理規(guī)范有關要求。
而年初出臺的《國家發(fā)展改革委等部門關于加強新能源汽車與電網(wǎng)融合互動的實施意見》則指出，協(xié)同推進車網(wǎng)互動核心技術攻關并加快建立車網(wǎng)互動標準體系。
舒印彪認為，要提高新型主體涉網(wǎng)性能，一方面要深化新能源、新型儲能、電動汽車充電基礎設施等新型主體接入電力系統(tǒng)的交互影響研究，構(gòu)建新型主體并網(wǎng)標準體系；另一方面要加強新型主體并網(wǎng)檢測，持續(xù)完善新型儲能、電動汽車充換電設施接入電網(wǎng)檢測手段。
在“雙碳”背景下，可再生能源將大量替代化石能源，分布式能源、電動汽車、儲能等交互式用能方式被廣泛應用，這些對電力系統(tǒng)安全、高效、優(yōu)化運行提出更大挑戰(zhàn)。為此，國家電網(wǎng)開展了不少有益探索，比如，在福建湄洲島投運多端互聯(lián)低壓柔性微電網(wǎng)，形成環(huán)網(wǎng)，讓不同片區(qū)間實現(xiàn)多能互補、時空互濟；在江蘇常州建成新型站網(wǎng)互動中心，利用車網(wǎng)互動技術使電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力獲得大幅提升。
今年初夏時節(jié)，南方電網(wǎng)在廣東省深圳市開展全國首次“多種模式應用、多元場景覆蓋、多方市場參與”的市域協(xié)同車網(wǎng)互動示范應用實踐活動，新能源汽車在不同場站分別通過“有序充電”“反向放電”響應電網(wǎng)削峰需求。根據(jù)《南方電網(wǎng)公司新型電力系統(tǒng)建設行動方案（2024—2035年）》，南方電網(wǎng)將聚焦推動清潔低碳能源供給、打造數(shù)字電網(wǎng)關鍵載體、構(gòu)建綠色互動消費模式、加快多元儲能協(xié)同發(fā)展、完善電力市場體制機制、強化技術裝備科技創(chuàng)新、加強政策研究和示范引領七大任務建設新型電力系統(tǒng)；到2035年，南方電網(wǎng)將支撐供區(qū)新能源裝機達到4億千瓦以上，新能源裝機占比達到40%；支撐南方五省區(qū)新型儲能裝機超過5000萬千瓦。
推進構(gòu)網(wǎng)型技術應用：提升系統(tǒng)整體安全性和運行效率
8月21日，隨著國網(wǎng)西藏電力調(diào)控中心的指令送達，中國華電拉頂50兆瓦“牧光互補”光伏電站由跟網(wǎng)型轉(zhuǎn)為構(gòu)網(wǎng)型運行模式。而隨著近期首批構(gòu)網(wǎng)型儲能電站由構(gòu)網(wǎng)型儲能容量轉(zhuǎn)為構(gòu)網(wǎng)控制模式電網(wǎng)運行方式，西藏電網(wǎng)在全國率先拉開了省級電網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)型儲能技術規(guī)?；瘧玫男缕?。
今年以來，新疆、青海、西藏等地紛紛傳來構(gòu)網(wǎng)型儲能電站圓滿完成并網(wǎng)測試的好消息。2023年12月17日，國內(nèi)首座百兆瓦時級構(gòu)網(wǎng)型儲能電站——荊門新港儲能電站實現(xiàn)全容量并網(wǎng)運行。
作為支撐高比例新能源并網(wǎng)消納的重要技術手段，這些構(gòu)網(wǎng)型項目和技術成功完成并網(wǎng)測試或并網(wǎng)，已經(jīng)成為新型電力系統(tǒng)建設的重要里程碑。
“構(gòu)網(wǎng)型”與“跟網(wǎng)型”相對。跟網(wǎng)型設備和技術，指與交流電網(wǎng)同步，依賴電網(wǎng)的電壓和頻率運行，無法為電力系統(tǒng)電壓和頻率提供支撐的設備和技術；構(gòu)網(wǎng)型設備和技術，指通過功率控制實現(xiàn)與交流電網(wǎng)同步，運行時不依賴電網(wǎng)的電壓和頻率，可以并網(wǎng)或離網(wǎng)運行的設備和技術。
目前，大多數(shù)儲能電站仍然采用跟網(wǎng)型控制技術。當過多的新能源接入給電網(wǎng)造成較大擾動時，波動的電壓和頻率會使跟網(wǎng)型儲能電站“失靈”。而構(gòu)網(wǎng)型儲能電站則能夠在幾秒鐘內(nèi)自主調(diào)整電壓和頻率，發(fā)揮穩(wěn)定電網(wǎng)電壓和頻率的作用。
“沙戈荒”風光基地大都處于無人區(qū)或少人區(qū)，本地支撐較為薄弱，而受端負荷中心常規(guī)電源裝機不足問題突出，系統(tǒng)調(diào)頻和動態(tài)無功支撐能力較弱。舒印彪分析，“構(gòu)網(wǎng)型技術在電網(wǎng)送端‘沙戈荒’高比例新能源地區(qū)、受端‘空心化’地區(qū)均有廣泛的應用需求?！?/span>
基于上述原因，一些地方和企業(yè)對發(fā)展構(gòu)網(wǎng)型技術給予了足夠的重視，并進行了大量實踐。
8月28日，江蘇鎮(zhèn)江揚中10千伏新西線周邊200戶居民，實現(xiàn)連續(xù)兩小時脫離大電網(wǎng)用電，全部由揚中10千伏光儲一體構(gòu)網(wǎng)工程提供。這意味著當?shù)貙崿F(xiàn)了構(gòu)網(wǎng)型儲能項目獨立供電，對拓寬儲能應用場景具有重要意義。
還是在江蘇，昆山市發(fā)展改革委發(fā)布《關于推進綠色低碳產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策措施（試行）（征求意見稿）》稱，支持包括新能源加儲能構(gòu)網(wǎng)型技術等的示范，并對獲得國家可再生能源示范工程的企業(yè)給予100萬元獎勵。
華電西藏公司則將加快建設構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)作為助力高質(zhì)量發(fā)展和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要抓手，在構(gòu)網(wǎng)型儲能技術攻關方面取得了重大進展。
關于如何通過應用構(gòu)網(wǎng)型控制技術來提升電網(wǎng)支撐能力，舒印彪建議要因地制宜配置構(gòu)網(wǎng)型設備，在“沙戈荒”等高比例新能源外送地區(qū)用來抑制暫態(tài)過電壓，在負荷中心用來提升系統(tǒng)短路容量，在弱交流電網(wǎng)用來提升保供能力和有功快速調(diào)節(jié)能力。此外，他還建議要加強對構(gòu)網(wǎng)型設備的技術風險管控，積極、穩(wěn)妥地推動構(gòu)網(wǎng)型技術試點落地應用，加快推動形成一批構(gòu)網(wǎng)型設備技術標準。
此外，國家能源局于2022年10月印發(fā)的《能源碳達峰碳中和標準化提升行動計劃》提出，推動構(gòu)網(wǎng)型柔性直流技術標準體系建設，開展構(gòu)網(wǎng)型直流性能及檢測等方面核心標準研制。對此，國網(wǎng)冀北電力針對柔直電網(wǎng)技術的特殊性，探索應用先進的構(gòu)網(wǎng)型開環(huán)控制策略，平抑新能源給柔直電網(wǎng)帶來的影響，將張北柔直工程新能源送出能力提升至30%以上，并保障該工程實現(xiàn)450萬千瓦滿功率運行。
建設智慧化調(diào)度體系：增強系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲融合互動水平
隨著大量新型主體的接入，電力系統(tǒng)可控對象從以電源為主擴展到源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)，控制規(guī)模呈指數(shù)級增長，所以調(diào)控方式需要從“源隨荷動”向“源網(wǎng)荷儲融合互動”轉(zhuǎn)變，調(diào)控技術手段和智能化水平也亟待升級，構(gòu)建新型智慧化調(diào)度體系勢在必行。
“在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的過程中，電源構(gòu)成、電網(wǎng)形態(tài)、負荷特性發(fā)生持續(xù)而深刻的變化，對電網(wǎng)運行產(chǎn)生深遠影響?！敝袊こ淘涸菏可驀鴺s認為，面對轉(zhuǎn)型期電力系統(tǒng)“雙高”特征凸顯、轉(zhuǎn)動慣量水平下降、靈活調(diào)節(jié)資源不足、平衡模式變化帶來的安全、保供和消納等難題，十分需要推動調(diào)度體系管理變革和技術創(chuàng)新，提升新型電力系統(tǒng)調(diào)度控制能力。
根據(jù)《國家發(fā)展改革委 國家能源局關于加強電網(wǎng)調(diào)峰儲能和智能化調(diào)度能力建設的指導意見》，到2027年，適應新型電力系統(tǒng)的智能化調(diào)度體系逐步形成。
在今年電力迎峰度夏期間，國家電網(wǎng)系統(tǒng)一批人工智能調(diào)度員走上“工作崗位”，有的可以替代人工收發(fā)調(diào)度指令，有的可以啟動“一鍵群呼群調(diào)”，有的能綜合調(diào)度系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)開展智能研判，有的具備竣工催辦、故障信息自動通知能力。有了人工智能調(diào)度員隊伍的加持，迎峰度夏電力保供工作既高效又智能。
南方電網(wǎng)第四屆電力調(diào)度人工智能應用大賽的消息顯示，僅經(jīng)過7天訓練的人工智能調(diào)度員就可以將有關計算時間從分鐘級提升至秒級，將清潔能源消納率提高到99%；獲得大賽前三名的人工智能調(diào)度員在計算時間、危險斷面控制、清潔能源消納、系統(tǒng)運行成本等維度的表現(xiàn)超過了人工。據(jù)了解，首屆大賽產(chǎn)生的成果——人工智能系統(tǒng)負荷預測已于2022年9月在南方電網(wǎng)投入單軌運行，是業(yè)內(nèi)首次將人工智能真正運用于容錯率極低、穩(wěn)定性要求極高的電網(wǎng)生產(chǎn)調(diào)度工作，年平均準確率達到98%，超過人工的97%。
“要推進新型電力調(diào)度技術支持系統(tǒng)建設，實現(xiàn)海量資源的可觀、可測、可調(diào)、可控，提升源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動能力?！眹译娏φ{(diào)控中心副主任孫大雁曾撰文建議。
根據(jù)《國家電網(wǎng)公司構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)行動方案（2021—2030年）》，國家電網(wǎng)將結(jié)合IT新技術，建設“人機融合、群智開放、多級協(xié)同、自主可控”的新一代調(diào)度技術支持系統(tǒng)。預計到2025年，國家電網(wǎng)系統(tǒng)省級電網(wǎng)負荷、新能源出力、分布式能源出力日前預測準確率將整體提升至97%、90%、85%以上。

對于南方電網(wǎng)而言，只需打開其新能源調(diào)度運行管理平臺，盡可掌握全網(wǎng)900多家新能源場站、超2萬個發(fā)電單元的信息，可以提前預判來風、日照形勢。該平臺覆蓋了集中式和分布式等各類新能源，匯集發(fā)電、預測、氣象等多維度數(shù)據(jù)。依托這一平臺，廣西電網(wǎng)公司在一天內(nèi)風電出力波動幅度接近日用電負荷三分之一的情況下，依然做到風電出力預測準確率達到98%。而更高的預測精度意味著可以節(jié)約更多的常規(guī)電源備用容量。

來源：中國能源觀察