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以“吃干榨尽”拓开转型突围之路:国网金华供电公司“双碳”目标下的探索与实践

2021-11-15 14:30     中国发展网

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当前,能耗总量和强度“双控”已成为倒逼经济绿色低碳转型的主要抓手。而构建以新能源为主体的新型电力系统在安全性、经济性和技术上还面临着诸多挑战。同时,考虑到现阶段各地区工业化、城镇化仍要深入推进,能源需求不可避免继续增长。

因此,立足当前实际,综合考量发展和减排、当前和长远的关系,实现能源电力各环节的“吃干榨尽”是具有迫切现实意义的,也是统筹“能源清洁转型、保障社会用能、电力行业发展”三大目标,做到先立后破、统筹兼顾、有序进行的可行方案。

电网企业作为能源转型的中心环节,需要通过“吃干榨尽”电能传输侧、存储侧和消费侧的现有潜力,获得阶段条件下电网增供降耗、用能增效降碳的静态最优值;需要通过“吃干榨尽”模式创新的聚变效应,引导推动技术、管理、运营、市场、政策等朝着与新型电力系统需求相衔接的目标迭代优化,得到动态演变下的最优路径。

“吃干榨尽”就是把实现“双碳”目标的路径认知到位

新型电力系统有力支撑能源转型与“双碳”目标,同时能源转型也驱动电力系统发生深刻变化。

新型电力系统要有效化解“三高双峰”(高比例新能源、高比例电力电子装备、发电和用能高自由度,夏季用电高峰、冬季用电高峰)带来的技术、安全和认知层面的挑战,需要改变传统电力系统“源网荷储”一贯的功能定位,电源主体、电网形态、负荷特性、以及调控方式要发生颠覆性的变化。

从供给侧来看,将由可控连续功率的煤电装机占主导,向强不确定性、弱可控功率的新能源发电装机占主导转变,煤电逐步演变为调节性和保障性电源;从用户侧来看,由传统的刚性、纯消费型,向柔性、生产与消费兼具的“产销者”转变;从电网侧看,将由单向逐级输电为主的传统电网,向包含交直流混联大电网、微电网、局部直流电网和可调节负荷的、多元双向能源互联网转变;从系统环节上看,将从“源网荷储”四环节转变为“源网荷储智”五环节,依托庞大智能算力,把电源、电网、负荷、储能各个环节有机整合起来,形成一个一体协同的智能电力系统;从运行方式上看,将由“源随荷动”的源荷实时平衡模式、大电网一体化运行控制模式,向“源网荷储协同互动”的非完全源荷实时平衡模式、大电网与微电网高效、协同运行的控制模式转变。

在此目标驱动下,既需要推动全社会积极参与能源关联环节和领域,逐步形成广泛联系的价值共同体和共建共享、持续创新的绿色低碳发展生态圈;也需要电力系统各环节尤其是电网企业在当下极尽挖掘资源潜力,降低损耗、提高能效、增加弹性。

“吃干榨尽”就是把电网增供降耗的能力挖掘到位

要实现清洁能源大规模储存、绿色电能高效调度,以及随机性、波动性和不稳定性等问题有效化解,需要改变传统电网规模扩张、依靠冗余保安全的发展模式,需要不断挖掘电网潜力,实现供电设备的物尽其用、电网供电的网尽其效。

以输电线路动态增容为例,根据环境变量动态评估输电线路载流能力,在线计算电网供电水平,可以根本上改变传统方式下刚性输电限额,实现闲置输电运行资源的有效“唤醒”。以国网金华供电公司启用的220千伏石东线、云宾线动态增容为例,两条线路短时最大载流能力分别提升到1250和1068安培,输送能力提升21.2%和19.8%。

精打细算,聚沙成塔。今年夏季高温时段的武义,首次应用反辐射制冷膜技术的汇控柜温度比往常降低了16.5摄氏度,有效避免了空调制冷降温造成的能耗浪费。根据计算,薄薄一张制冷膜通过减少制冷设备耗电就可以帮助武义13个110千伏变电站减少130吨二氧化碳排放!

未用在使用,在用再尽用。过去,要解决用电需求增加造成的变电站间隔紧张、供电线路廊道紧张,基本依靠新增再建。而如今,得益于数字化技术和“吃干榨尽”的理念,电网沉睡资源被不断唤醒。

在义乌,数据赋能供电潜力挖掘。国网义乌市供电公司利用“网上电网”梳理自贸区电网资源,根据该区域“商贸、物流”两种负荷潮汐耦合互补的特性,凭“数”“挖”出多个10千伏间隔。义乌商城集团冷链仓库就是这种办法的受益者,不仅被方便快捷地满足用电需求,还节省了200多万的额外用电接入投资。

面对同样的问题,国网东阳市供电公司通过“移动式能源插座”解决基础负荷无法满足的“硬缺电”问题。国网兰溪市供电公司的“专线共享”方案不但解决了用电需求激增问题,还为参与该项目的企业带来可观的专线共享收入。

从挖掘供电潜能到增加供电效率、降低供电损耗,离不开电力调度的转型与优化。如今,以低碳为目标、经济为基础、安全为约束的调度运行新模式,让全能型调控机器人“悟空”利用电力源网侧能碳指数可以准确分析出金华电源侧和电网侧碳排放指数,实现对金华主网和相关电源碳排放情况的实时监测。当监测到设备、线路高损耗运行时,“悟空”会向值班调度人员发送告警短信,辅助调度人员第一时间开展调优处置,避免损耗加剧。“悟空”还会自动记录高耗损设备并形成清单,方便供电员工在技改、大修中处理相关缺陷。目前金华地区201座变电站100多万个监控信息点位的数据和图像都已接入该系统。测算结果显示,该系统帮助金华地区年降损电量预计将超过2200万千瓦时,相当于减排二氧化碳1.65万吨。

在点多面广的配网侧,数字赋能高效调度的成效更加凸显。国网金华供电公司的配网经济运行辅助决策系统通过分析、生成配电网经济运行重构策略,可以辅助编排不同时段10千伏线路的运行方式,快速转移负荷,降低线路损耗。

与传统依靠人员经验制订供电负荷转移策略相比,配网经济运行辅助决策系统将单条配网线路最优经济运行方式分析的时长从20分钟缩短至2分钟,极大节约供电企业运营成本的同时,实现供电质量和可靠性双提升。金华婺城区和金东区125条10千伏公用线路实施了经济运行,仅今年迎峰度夏两个月间,降损电量就达21.6万千瓦时。

“吃干榨尽”就是把用能增效降碳的举措落实到位

新型电力系统让能源、电力、用户之间的关系越来越紧密,也将能源服务的方式重新定义,提高全社会综合能效的同时,极大降低企业投资运营成本。

电能替代让降碳的绿色故事愈加生动。如今,从港口码头到全电景区,从电锅炉改造到电烘干、电炒茶、电排灌,从大街小巷的餐饮商铺到居民生活……2020年金华地区实现电能替代近8亿度,若未来全部实现绿电供应,相当于减少煤炭消耗22.56万吨、二氧化碳排放60万吨。国网金华供电公司致力于普惠服务农村农业、工业生产、校园生活、旅游交通、建筑节能五大领域电气化提升的同时,还对锡雕、“婺州窑”等“非遗”产业进行“精准”的个性化服务。

综合能源服务让用能效率更加极致。随着能源生产由供给侧向终端用户侧延伸,能源消费理念也从能源供应向能源服务转变。国网金华供电公司树立“能效是第一能源”、“节约的能源是最清洁的能源”理念。2021年以来,对金华全市化工、金属冶炼、乘用车制造等57家重点用能企业开展用能诊断、分析,并为其提供一体化、定制化的能效服务。一方面,针对存量市场推广“一次改造+二次优化”模式,更换老旧设备,加装传感设备和数字化控制系统,通过系统级的优化运营,实现提质增效,诸如绿色照明工程、建筑楼宇等公共设施由原来的“耗能大户”变成现在的“节能综合体”;另一方面,针对增量市场,该公司推广“一体化供应+一体化智慧管控”模式,从规划环节介入,实现规划设计、投资建设、运营管理全环节一体化。以金华零跑汽车AI智能工厂为例,智慧能源优选平台为该企业量身打造了低碳用能方案,企业屋顶、停车棚等闲置资源建成总装机容量11兆瓦的分布式光伏发电系统,年发电量近1000万千瓦时,节约标准煤约2800余吨,减排二氧化碳7500余吨,基本形成“用绿色电造绿色车”的业态。与此同时,该企业还享受到自发自用电量的电价优惠,余量上网电量每年预计可产生约353万元的经济效益。

不仅如此,国网金华供电公司还以互联网思维理念积极打造“平台式”综合能源服务新业态。通过混合所有制、产业联盟等方法,将服务延申至产业链上下游,围绕用户节能降本增值的高品质能源服务需求,与社会共同打造“共建、共享、共赢”的综合能源服务生态。在武义,供电公司与浙江稠州商业银行签订绿色金融战略合作协议,创新实施“绿色低碳+金融服务”联盟服务模式。供电公司通过对企业、个人用能和碳排放分析监测,为稠州商业银行提供决策依据,方便稠州商业银行向企业提供低碳、减碳绿色金融产品服务。

电网更智能,用能更清洁,客户更满意,电力需求响应让电源、电网、负荷、储能的关系更加和谐。在刚刚过去的迎峰度夏中,电厂、供电公司和客户共同应对用电负荷的频创新高。以商务楼宇、工厂生产线、电动汽车等为代表的“能耗大户”依托装载的智能终端在线监测用电需求,通过柔性调节用电负荷参与电量“众筹”,俨然成为一座座虚拟“发电厂”,依托合理的市场机制引导与电网“互动”,有效解决尖峰电力不足的“软缺电”问题。据了解,金华今夏储备的百万千瓦需求响应资源池,实现金华最高用电负荷5%以上的削峰能力。9月9日当日,金华市婺城区46户电力客户参与需求响应,响应电量10.46万度,获取需求响应补贴32.26万元。

【“吃干榨尽”就是把模式创新的聚变效应释放到位】

“吃干榨尽”,不仅是聚焦资源与能源的充分利用,也是聚焦破局转型的一种发展理念,通过“吃干榨尽”各种试点示范项目中模式创新释放的聚变效应,引导推动技术、政策、市场、机制迭代优化、探索创新,获取实现“双碳”目标的最优路径。

聚合碎片资源,开拓降碳减排“新蓝海”。2020年,5G基站、大数据中心等具有能耗高、用能需求综合化特点的负荷成为了能源服务新对象,也为降碳减排带来了巨大的空间。在义乌,一套碎片资源唤醒聚合智控装置实现5G基站备用电池、制冷空调和电网的协同互动,通过备用电池“峰放谷充”模式和空调的智能启停,基站用电无忧的同时,实现节能降费10%以上。该套智控设备已经在义乌的121个通信基站装设使用,可实现转移尖峰负荷968千瓦,预计每年为基站降低电费58万元。

“光伏+产业”极尽挖掘“阳光红利”。在金华兰溪、武义、东阳等地,“光伏+产业”模式让光伏发电与农业、渔业、牧业、影视等产业实现融合发展,逐渐形成光伏建筑一体化、光伏生态农业等新兴业态,极大拓展了光伏发电互补应用的空间,形成了成本多方分摊、广泛开发利用新能源的新模式。

差异化服务最大化满足储能需求。在兰溪,创新推出的储能“集中+套餐”商业模式既可实现电网侧集中式储能站资源的充分利用,也可为新能源企业提供差异化的储能服务配额套餐,有效降低储能投资的同时,有效推动形成储能市场化机制,构建形成了储能业务“风险共担、利益共享、合作共赢”的发展格局。

当然,模式创新不止于此……

思想破冰才能引领发展突围,行动务实方能善作善成。从传统形态到新型业态,从优化改进到模式创新,聚焦“挖潜增效、节能减碳”,“吃干榨尽”不仅是立足当下的“力所能及”,更是着眼长远的“循序渐进”。

风光无限,未来可期。(作者杨学君,工作单位:国网金华供电公司)

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【责编:倪珺】
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