“十四五”末，山東風電、光伏裝機將占該省發(fā)電裝機的40%至48%，電力調節(jié)靈活性壓力很大，這要求山東必須加快構建新型電力系統(tǒng)以應對新能源大比例接入。

作為工業(yè)大省，山東產業(yè)結構偏重、能源結構偏煤，這些特征使其在建設新型電力系統(tǒng)時壓力巨大。如何迎難而上，抓住新舊動能轉換這個“牛鼻子”，探索出一條適宜山東省發(fā)展的新型電力系統(tǒng)建設路徑，是擺在國網山東省電力公司(簡稱“國網山東電力”)面前的一道難題。

尤其是近年來，山東省不斷對可再生能源做“加法”，能源結構優(yōu)化明顯加快，同時也面臨著電力電量平衡難度陡增的壓力。在新型電力系統(tǒng)建設中，國網山東電力依托自身能源結構特色，通過具體落地的項目工程，不斷探索統(tǒng)籌“源網荷儲”協(xié)調一體發(fā)展，旨在實現供需主動平衡。

既是火電大省也是新能源大省

隨著近幾年新舊動能轉換不斷向縱深發(fā)展，目前，山東省已編制完成了新能源產業(yè)、氫能、海上風電等規(guī)劃，70個縣納入國家整縣分布式光伏發(fā)電開發(fā)試點，數量居全國首位。如今的山東，不僅是火電裝機大省，還是光伏總裝機量第一大省。

記者從國網山東電力獲悉，今年一季度，山東可再生能源裝機總量突破6000萬千瓦，達到6124萬千瓦，增長31%。其中，光伏裝機達3493.4萬千瓦，占全省清潔能源發(fā)電容量的54.8%，位列全國第一，成為山東電網新能源的龍頭。此外，以垃圾、秸稈等為燃料的的生物質能發(fā)電裝機，也是全國第一。截至2021年底，山東并網生物質發(fā)電裝機容量396萬千瓦，是2015年的2.6倍。

“山東光伏發(fā)電裝機容量全國第一，特別是分布式光伏發(fā)電裝機容量已占到全國22%。新能源的快速發(fā)展對電網調節(jié)能力提出更高要求，電網穩(wěn)定性問題越來越突出，建設新型電力系統(tǒng)的需求異常迫切。”國務院政府特殊津貼專家、國網山東省電科院首席專家孫樹敏接受記者采訪時直言，山東電網網架結構比較堅強，但隨著新能源快速增長，對山東電網的影響已不是簡單的消納問題，而是如何保障電網穩(wěn)定。“山東今年2月份新能源消納率比去年同期略有降低。其根源是山東省電源結構以火電為主，由于新能源增長強勁，調峰資源相對匱乏。”

“我們測算，‘十四五’末，山東風光的裝機比例可達40%至48%，電力調節(jié)靈活性壓力很大，所以山東必須加快構建新型電力系統(tǒng)以應對新能源大比例接入。”孫樹敏說。

當前，山東新能源發(fā)展迅猛，由于新能源出力與負荷特性匹配度不高，“極熱無風”“晚峰無光”等波動性、間歇性缺點越發(fā)凸顯，進一步增大了電力平衡難度，新能源消納面臨挑戰(zhàn)。

深度探索“源網荷儲”協(xié)同一體

如何助推新能源充分消納，提前籌謀解決山東省“十四五”期間電網調節(jié)能力不足的問題?國網山東電力正因地制宜深度探索具有當地特色的新型電力系統(tǒng)，尤其是其聚焦的統(tǒng)籌“源網荷儲”協(xié)同一體發(fā)展，有效地提升了山東電網平衡調節(jié)能力和新能源消納能力。

國網山東電力調控中心王勇介紹，我國以煤為主的資源稟賦，以及煤電穩(wěn)定、可調、可控的特性，決定了煤電在相當長時期內仍將承擔保障能源電力安全的重要作用。因此，煤電的清潔高效利用至關重要。據國家能源局統(tǒng)計數據，2021年，全國煤電以不足50%的裝機占比，生產了全國60%的電量，承擔了70%的頂峰任務，發(fā)揮了保障電力安全穩(wěn)定供應的“頂梁柱”和“壓艙石”作用。

在“源”側，國網山東電力推動煤電向基礎保障性和系統(tǒng)調節(jié)性電源并重轉型，通過煤電機組供熱改造、靈活性改造、節(jié)能降耗改造“三改聯(lián)動”，深挖各類機組調節(jié)調峰能力;同時，持續(xù)優(yōu)化電源3-7天出力滾動預測，風電、光伏預測精度分別提升至93.3%和94.1%，通過合理安排機組運行，實現傳統(tǒng)煤電和新能源的耦合發(fā)展。在“荷”側，引導各類市場主體參與電力需求響應調節(jié)，建成首批100個低壓海綿臺區(qū)，優(yōu)化電動汽車、分布儲能、智能家居等用能互動，促進分布式光伏就地消納。在“儲”側，山東不僅將新型儲能納入其能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃重點，還出臺了全國首個儲能示范應用實施意見，建成全國首個電池儲能技術實驗室。按照山東省能源局的規(guī)劃，其最終目的是實現商業(yè)化儲能，徹底盤活儲能應用市場。

山東省正全力推動儲能業(yè)務“穩(wěn)步跑”。數據顯示，今年一季度，山東并網各類儲能電站37座，調峰能力不斷增強。以近日并網的國網系統(tǒng)單體容量最大、并網電壓等級最高、完全市場化運營的萊蕪孟家獨立儲能電站為例，投產運行后將年均增加新能源消納電量1億千瓦時。“當前，核準在建文登、濰坊以及泰安二期抽水蓄能電站3座，全部建成投運后，山東抽水蓄能裝機容量將達到700萬千瓦。”王勇向記者透露。

“山東省的獨立儲能走在全國前列。”孫樹敏表示，“山東是首個執(zhí)行容量補償電價的省份，也是首批獨立儲能電站參與現貨交易的省份，我們希望通過落地示范的工程項目支撐新型電力系統(tǒng)構建。”

著手構建東部特高壓通道

支撐大規(guī)模清潔能源并網，堅強的智能電網至關重要。如今，山東已全面建成以特高壓為骨架、各級電網協(xié)調發(fā)展、分布式能源靈活接入的堅強智能電網。未來，將加快完善省內特高壓交流環(huán)網骨干網架，推動構建“東電西送、北電南送”的網架格局，打造“網架堅強、智能高效、靈活自愈、全景透明、互聯(lián)互濟”的現代配電能源互聯(lián)網。

國網山東電力將聚焦膠東半島核電、海上風光能源基地發(fā)展，以煙臺1000千伏特高壓工程為重點，著手構建東部清潔能源向全省配置的4回“東電西送”特高壓通道。魯北鹽堿灘涂地是山東省千萬千瓦級的新能源建設基地，為了把這些綠電輸送出去，國網山東電力正在完善北部500千伏電網架構，加快建設濰坊、濱州、東營區(qū)域500千伏新能源匯集工程，形成北部可再生能源基地“北電南送”的4站8回500千伏輸電通道。“同時，服務魯西南采煤沉陷區(qū)‘光伏+’基地和整縣分布式光伏規(guī)模化開發(fā)等可再生能源發(fā)展，我們將科學統(tǒng)籌規(guī)劃、優(yōu)先就地就近并網消納，建設智慧化配電網，提升清潔能源‘優(yōu)化配置’能力。”相關負責人稱。

業(yè)內人士指出，隨著技術進步和規(guī)模化發(fā)展，風電、光伏的發(fā)電成本已與火力發(fā)電基本持平，但為解決風電、光伏發(fā)電帶來的電網調峰問題，無論是通過建設抽水蓄能電站、化學儲能電站，還是進行火電機組靈活性改造，都需要大量投資，從而推高到戶用電價格。同時，火電機組深度調峰，又會降低火電機組利用率，增加火力發(fā)電的固定成本，也會推高到戶用電價格。因此，要立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，通盤謀劃，傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎上。風電、光伏等清潔能源，必須在確保電網安全穩(wěn)定的前提下，在社會可承受的用電價格約束下持續(xù)健康發(fā)展。