證券時報編輯 周春媚
眼下正值三伏,各地高溫“烤”驗持續(xù)。連日來,多地最高氣溫突破40攝氏度,打破當?shù)赜^測史最高氣溫紀錄。據(jù)國家能源局近日發(fā)布,在持續(xù)性高溫天氣影響下,最大電力負荷快速攀升,多次刷新歷史紀錄,全國目前已有多個省級電網負荷創(chuàng)歷史新高。在用電負荷屢創(chuàng)新高的同時,截至今年6月底,全國全口徑發(fā)電裝機容量30.7億千瓦,其中煤電11.7億千瓦,風電與太陽能合計達11.8億千瓦,新能源發(fā)電裝機規(guī)模首次超過煤電。
一邊是用電負荷屢創(chuàng)新高,另一邊是高比例新能源大幅接入,如何有效提高電網對清潔能源的接納、配置和調控能力對于電力保供而言十分重要。作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分,配電系統(tǒng)是促進分布式新能源并網消納的關鍵。
8月6日,《加快構建新型電力系統(tǒng)行動方案(2024—2027年)》印發(fā),將重點開展9項專項行動推進新型電力系統(tǒng)建設取得實效。其中,配電網高質量發(fā)展行動就位列9項專項行動之中。編輯近日多方調研發(fā)現(xiàn),配電智能化正在穩(wěn)步提速,上市公司積極布局智能配電設備以及儲能、虛擬電廠等相關技術,緩解新能源消納困局,助力電力保供。
新能源大量并網
給配電網帶來新挑戰(zhàn)
智能電網產業(yè)鏈分為發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調度等環(huán)節(jié)。在這其中,配電一頭連著能源電力,一頭連著千家萬戶,被譽為電力供應的“最后一公里”。
過去,我國電力結構以火電為主,配電網的電力全部來自于主網,輸入側單一,配電主要是依托人工調節(jié)。然而,隨著大量分布式光伏發(fā)電、小水電、分散式風電等分布式電源接入電網,配電網也面臨著全新的挑戰(zhàn)?!半娋W中的電源點逐步增多,雙向潮流問題將會日益凸顯,大量分布式新能源和共享儲能系統(tǒng)的建設正在加速這一轉變,在配電網中體現(xiàn)得尤為明顯。”國電南自有關負責人向證券時報編輯表示。
何謂雙向潮流?事實上,無論是光伏還是風電,其發(fā)電都有波動性、隨機性強的特點,與傳統(tǒng)能源相比發(fā)電不穩(wěn)定。“當大量不穩(wěn)定的新能源電力接入電網,新型電力系統(tǒng)需要在源網荷儲(電源、電網、負荷、儲能)等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)靈活調節(jié),與電網進行實時雙向互動,具備實時雙向的通信功能。”南網科技有關負責人在接受證券時報編輯采訪時表示。
例如,為了增強電網“削峰填谷”能力,近年來不少地方開展車網互動(V2G)應用實踐。簡單而言,就是讓電動汽車化身“移動的充電寶”和小型的儲能站,通過將充放電裝置和供電系統(tǒng)相連,在電網用電低谷時充電、高峰時向電網放電。通過有序充放電,車主能獲得放電收益,電網也能實現(xiàn)“削峰填谷”。
然而,要實現(xiàn)車網互動就離不開電動汽車與供電網絡之間的信息流、能量流雙向互動,實現(xiàn)充電與放電的靈活調度。這也意味著,分布式電源的接入不僅讓配電網系統(tǒng)運行中的不確定因素顯著增加,同時也使角色發(fā)展了轉變:形態(tài)上,從傳統(tǒng)的無源單向輻射網絡向有源雙向交互系統(tǒng)轉變;功能上,則從單一供配電服務主體向源網荷儲資源高效配置平臺轉變。
上市公司多層面布局
推動配電智能化
“大量新能源并網增大了系統(tǒng)調控難度,需要通過大數(shù)據(jù)、人工智能等技術,打通電源、電網、負荷、儲能各環(huán)節(jié)信息,提高電網管理的效率和響應速度。”國電南自有關負責人表示。在構建新型電力系統(tǒng)的背景下,推動配電網數(shù)字化、智能化轉型勢在必行。在這其中,上市公司“各顯神通”,從多個層面開展相關技術與業(yè)務布局。
在配用電環(huán)節(jié),電表或許是最為人們所熟悉的部分。
南網科技有關負責人表示,上一代的智能電表只有“智能抄表”的功能,雖然免除了人工抄表的不便,但主要實現(xiàn)了計量功能,量測數(shù)據(jù)顆粒度和傳輸頻度難以滿足新型電力系統(tǒng)網荷互動需求。南網科技自主研發(fā)推出的帶自主可控物聯(lián)操作系統(tǒng)智能電表,能夠實現(xiàn)邊緣計算、遠程升級和高頻數(shù)據(jù)通信,可以實現(xiàn)電網內部跨專業(yè)數(shù)據(jù)融合應用以及為用電客戶提供能效監(jiān)測、互動用電等增值服務。
“源網荷儲要實現(xiàn)一體化聯(lián)動,雙向通信是基礎?!蹦暇W科技有關負責人說,還是以居民用戶車網互動場景為例,只有安裝了具有實時雙向計量功能的電表,電網才能夠向電動汽車下達指令,在不同時段靈活調控電動汽車的充放電行為。
不僅如此,“物聯(lián)電表”具有拓撲自動更新與識別的功能。一旦一個電表變更了接線方式,其在拓撲上的自動識別接線也將發(fā)生變化,這些信息將自動同步到系統(tǒng)中,確保系統(tǒng)上的拓撲結構與現(xiàn)場情況保持一致,從而大幅提升了停電時間故障預判的準確性,減少了搶修復電的時間,進一步提升了配電網應對故障風險的能力。
除了智能電表等智能配電設備以外,虛擬電廠和儲能也是推動配電智能化的重要方向。所謂虛擬電廠,簡單理解就是一種新型的電源協(xié)調管理系統(tǒng),通過通信技術和軟件系統(tǒng),實現(xiàn)儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)調協(xié)同優(yōu)化。
“近年來,公司持續(xù)加大在虛擬電廠領域的布局,2020年起就啟動虛擬電廠核心技術的研究攻關。”國電南自有關負責人表示,目前公司已自主研制了虛擬電廠“云—管—邊—端”全系列產品,形成虛擬電廠整體解決方案。據(jù)介紹,公司研發(fā)的虛擬電廠智能管控系統(tǒng)在華能浙江虛擬電廠進行了應用,系統(tǒng)接入并聚合了大量的工商業(yè)儲能、充電樁等靈活資源,實現(xiàn)了全國首套接入實時調度虛擬電廠的應用示范,通過精準的負荷管理和資源調度,有效緩解了局部電網的供需壓力。
在眾多提高配電系統(tǒng)靈活性的方式中,儲能是一種重要的調節(jié)手段。正弦電氣是一家工業(yè)自動化的公司,在看到新能源勢不可擋的發(fā)展勢頭后,選擇用戶側儲能進行布局,聚焦用戶側能源解決方案及其關鍵零部件的設計開發(fā)與銷售。
用戶側儲能有怎樣的應用場景、可實現(xiàn)什么效果?正弦電氣有關負責人向證券時報編輯介紹,以公司打造的“儲能+驅動”方案為例,在傳統(tǒng)的驅動應用場景中,電網或油機通過變頻器驅動電機,實現(xiàn)傳動或工藝動作,因減速或剎車產生的反向能量通過發(fā)熱耗散。“如果在該系統(tǒng)中增加儲能裝置,可快速實現(xiàn)能量流動方向的控制和能量有效存儲及釋放,減少浪費和降低碳排放。”該負責人表示。
投資提速未來可期
全面智能化尚待時日
近日,國家電網發(fā)布消息稱,為加快構建新型電力系統(tǒng),國家電網公司全年電網投資首次超過6000億元,今年比去年新增711億元,創(chuàng)下歷史新高。新增投資主要用于特高壓交直流工程建設、加強縣域電網與大電網聯(lián)系、電網數(shù)字化智能化升級等領域。
在配電網建設投資方面,“十四五”期間,國家電網公司預計投入超12000億元,占電網建設總投資60%以上;南方電網公司計劃投入3200億元,占電網建設總投資的48%左右。
業(yè)內人士普遍認為,電力需求的持續(xù)增長、新能源快速發(fā)展對電網穩(wěn)定性要求不斷提升等因素,帶動電網投資不斷擴張。中商產業(yè)研究院研報分析稱,隨著電網智能化進程不斷向電力需求側推進,用電、變電、配電環(huán)節(jié)將成為智能電網未來發(fā)展的重點,預計市場占比將持續(xù)增加。
“用戶側能源應用是剛需、是民生、是長期存在的市場。隨著社會的不斷發(fā)展,多樣化的能源解決方案用于提升用戶的體驗需求將逐步增加。”談及對未來前景的看法,正弦電氣有關負責人信心十足。該負責人還表示,儲能系統(tǒng)的應用場景未來將更加廣泛。例如,在家庭領域,儲能系統(tǒng)可以與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)相結合,實現(xiàn)自給自足的能源供應;在工商業(yè)領域,儲能系統(tǒng)可以為企業(yè)提供穩(wěn)定的電力支持,降低用電成本;在微網領域,儲能系統(tǒng)可以作為重要的電力調節(jié)設備,保障微網的穩(wěn)定運行。
投資不斷擴大,為相關公司業(yè)績的增長提供了堅實的支撐。財報顯示,南網科技2023年在智能配用電設備領域實現(xiàn)營收4.42億元,同比增長31.85%,主要因為公司自主研發(fā)的絲路InOS系統(tǒng)及核心模組收入增幅較大。
雖然配電網智能化蘊藏著廣闊的商機,但配電網改造是長期工程,所需投資巨大,無法一蹴而就,實現(xiàn)全面智能化尚待時日。南網科技有關負責人告訴編輯,以智能配電設備為例,將傳統(tǒng)電表更換為新一代智能電表,意味著投資成本的增加,而且電表涉及千家萬戶,有海量的接入站點,大規(guī)模鋪開將是一筆不小的資金投入,在現(xiàn)階段還不現(xiàn)實。因此,智能配電設備更新的推進也是“有節(jié)奏”、循序漸進的。
不過,路線圖已經繪就。根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局今年3月發(fā)布的《關于新形勢下配電網高質量發(fā)展的指導意見》,到2030年,基本完成配電網柔性化、智能化、數(shù)字化轉型,有效促進分布式智能電網與大電網融合發(fā)展。此外,還將在具備條件地區(qū)推廣車網協(xié)調互動和構網型新能源、構網型儲能等新技術。
還是以車網互動為例,目前車網互動在各地還處于探索階段,用戶只能在集中的園區(qū)或示范點給車充放電。這正是因為在有限的資源下,相關電力基礎設施的鋪設還無法滲透到家家戶戶?!拔磥恚S著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設推進的不斷深入,對電力資源調節(jié)的需求就會越來越大,越來越多的主體會參與到系統(tǒng)調節(jié)中來,形成一個源網荷儲智慧聯(lián)動的體系,甚至所有的用戶都會參與到輔助服務市場和電力交易市場當中?!蹦暇W科技有關負責人表示,或許是3年后、5年后,也可能是10年后,但他相信,這一天總會到來。
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