綠電7日 ——青海連續(xù)7天全清潔能源供電調(diào)查

6月26日正午，距青海西寧市150多公里的海南藏族自治州共和縣塔拉灘上，一大片光伏面板整齊排列，宛若藍(lán)色的海洋。這里是龍羊峽水光互補(bǔ)電站，是正在崛起的青海千萬千瓦級新能源基地的組成部分。6月17日至23日，青海省連續(xù)7天實(shí)現(xiàn)全清潔能源供電，龍羊峽水光互補(bǔ)光伏電站憑借創(chuàng)新型水光互補(bǔ)調(diào)節(jié)技術(shù)，使得發(fā)出的光伏電能更加穩(wěn)定，有效助力這次實(shí)踐。

國內(nèi)首次也是國際上持續(xù)時間最長的“綠電7日”實(shí)踐結(jié)束后，受到廣泛關(guān)注。在全球能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中,青海的這次實(shí)踐留下了重要的足跡。國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪在2017夏季達(dá)沃斯論壇上說，青海省開展的連續(xù)7天全清潔能源供電測試，取得了圓滿成功，對中國乃至全球能源轉(zhuǎn)型都具有標(biāo)志性意義。

為什么是青海?

青海地處青藏高原東北部，是黃河、長江和瀾滄江的發(fā)源地，也是全國13大水電基地之一。這里日照充足，并有大面積戈壁，發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的條件得天獨(dú)厚。正因此，2016年8月習(xí)近平總書記視察青海時，提出了“使青海成為國家重要的新型能源產(chǎn)業(yè)基地”的戰(zhàn)略要求。

“要打造國家重要的新型能源產(chǎn)業(yè)基地，我們自身能否實(shí)現(xiàn)全部清潔能源供電，需要實(shí)踐檢驗(yàn)。”國網(wǎng)青海省電力公司總經(jīng)理全生明說，從青海的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電網(wǎng)技術(shù)水平看，可以做一次短期的嘗試。

青海省能源局能源一處處長獨(dú)金萍告訴記者，“十二五”以來青海光伏發(fā)電裝機(jī)以平均每年100萬千瓦的速度增長，同時，關(guān)停了一些小火電機(jī)組和自備燃煤電廠，將火電占比壓減至17%左右，且“十三五”期間不再規(guī)劃火電機(jī)組。

截至5月底，青海清潔能源裝機(jī)達(dá)1943萬千瓦，占全省裝機(jī)總量8成以上，達(dá)到青海史上最大用電負(fù)荷的2.5倍。清潔能源裝機(jī)的高占比，外加“大容量、小負(fù)荷”的供需特點(diǎn)，成為青海實(shí)現(xiàn)“綠電7日”的先決條件，這也是很多中東部省份難以開展類似嘗試的重要原因。

國網(wǎng)青海電力調(diào)度控制中心主任張洪平介紹，“綠電7日”期間，青海電網(wǎng)最大用電負(fù)荷736萬千瓦，而新能源最大發(fā)電出力就達(dá)475萬千瓦，在實(shí)現(xiàn)全清潔能源供電的同時做到了新能源高占比發(fā)電。

青海清潔能源多能互補(bǔ)的集成優(yōu)勢在本次嘗試中也得到充分彰顯。6月26日，記者在國網(wǎng)青海電力調(diào)控中心看到，連續(xù)7天實(shí)際發(fā)電曲線顯示，青海水電、光伏和風(fēng)電之間互補(bǔ)特性明顯。白天光伏大發(fā)時段，風(fēng)電自然出力特性小，調(diào)度通過調(diào)節(jié)水電為光伏讓出空間;其他時段由水電承擔(dān)主力電源，風(fēng)電提供重要電力補(bǔ)充。

作為西北最大的水力發(fā)電企業(yè)，黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司近年在青海建成了世界最大的光伏電站——龍羊峽水光互補(bǔ)85萬千瓦并網(wǎng)光伏電站。“我們將隨機(jī)性、波動性、間歇性大的光伏電通過水光互補(bǔ)調(diào)節(jié)技術(shù)，調(diào)整為安全優(yōu)質(zhì)的‘虛擬水電’模式，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)、安全和穩(wěn)定。”該公司相關(guān)人員接受記者采訪時說。

僅憑青海一己之力能行嗎?

既然青海有這么多清潔能源發(fā)電裝機(jī)，而用電負(fù)荷又不高，省內(nèi)綠色電力能否完全實(shí)現(xiàn)自給自足?答案是否定的。

張洪平介紹，青海6月陰雨天居多，光資源較差，如果出現(xiàn)極端天氣導(dǎo)致光伏發(fā)電能力大幅縮減，可能造成水電無法調(diào)節(jié)，因此需依托大電網(wǎng)資源調(diào)配優(yōu)勢，以大電網(wǎng)大容量的交換能力為基礎(chǔ)，外購西北區(qū)域內(nèi)其他新能源電量。

經(jīng)與國家電力調(diào)控中心、北京電力交易中心及西北分中心、西北各省(自治區(qū))電力交易中心提前協(xié)商，青海與西北各省(自治區(qū))簽訂了全清潔能源供電期間的短期、實(shí)時購電框架協(xié)議及火電交易協(xié)議，保證清潔能源實(shí)時電力大于用電負(fù)荷。

在國網(wǎng)青海電力調(diào)控中心，記者在高級工程師王茂春的帶領(lǐng)下，通過大廳屏幕查看了6月17日到23日每一天的負(fù)荷變化曲線：除20日和21日外，其余5天調(diào)控中心都外購過寧夏、甘肅、陜西、新疆四省(自治區(qū))的新能源電量。41筆交易合計(jì)購入電量0.67億千瓦時，約占7天總用電量的5%。

“這幾天新能源的調(diào)控壓力比較大，需要做好光伏、風(fēng)電的超短期預(yù)測，以此決定是否需要外購電量進(jìn)行補(bǔ)充。”王茂春說，僅6月18日一天，他們就組織了8筆新能源外購交易。

“要是沒有多方聯(lián)動，沒有跨省跨區(qū)的電力市場，這次嘗試根本無法實(shí)現(xiàn)。”青海電力交易中心主任常華告訴記者，6月初確定開展“綠電7日”嘗試后，青海電力交易中心以全部交易清潔能源為基本原則調(diào)整了當(dāng)月所有交易計(jì)劃。

經(jīng)多方協(xié)調(diào)，他們爭得黃河水利委員會支持，在7天中把黃河上游水庫出庫流量調(diào)大，以增大省內(nèi)水電發(fā)電份額;爭得相關(guān)火電企業(yè)理解，壓減火電至滿足安全約束的最小開機(jī)方式，并將火電電量全部送至陜西;調(diào)整四川水電消納計(jì)劃，暫停購入四川水電。

安全性和經(jīng)濟(jì)性如何兼顧?

“安全壓力大”是參與“綠電7日”各方的普遍反映。

面對采訪，全生明坦言：“其實(shí)我最初還是很擔(dān)心的。”他最大的擔(dān)心就是青海電網(wǎng)網(wǎng)架還比較薄弱，大電網(wǎng)安全能不能得到保證。

當(dāng)然，安全壓力并不只在這一時。隨著新能源超常規(guī)發(fā)展，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響日益顯現(xiàn)，其影響已從電能質(zhì)量問題發(fā)展到大電網(wǎng)安全問題，同時也加劇了調(diào)峰問題的復(fù)雜性。

還好，在這168小時里，整個電力系統(tǒng)經(jīng)受住了考驗(yàn)，而且因?yàn)閷?shí)際負(fù)荷水平低于預(yù)期，在青海省經(jīng)信委電力處負(fù)責(zé)人看來，“如果不是這樣，我們本來還可以做得更好，驗(yàn)證更多事情。”

青海由于光伏產(chǎn)業(yè)起步早，新能源相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作也走在了全國前列。“綠電7日”期間，國網(wǎng)青海電力通過應(yīng)用新能源超短期預(yù)測技術(shù)、國際首套新能源并網(wǎng)實(shí)時柔性控制系統(tǒng)等一系列自主創(chuàng)新成果，成功掌控住了復(fù)雜的電網(wǎng)運(yùn)行特性。

另外，考慮到安全約束，“綠電7日”青海并未完全停運(yùn)火電。華電大通發(fā)電有限公司將兩臺30萬千瓦機(jī)組出力壓減到50%參與調(diào)峰，為2003年機(jī)組投產(chǎn)以來的最低出力。該公司總經(jīng)理賀新利說：“這對機(jī)組燃燒的穩(wěn)定性以及人員的運(yùn)行操作能力都是一大考驗(yàn)。”

如何降低火電參與調(diào)峰造成的經(jīng)濟(jì)損失，是此次嘗試前各方協(xié)調(diào)的焦點(diǎn)之一。

記者在調(diào)查中了解到，按照國家能源局西北監(jiān)管局印發(fā)的《西北區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》及《西北區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》規(guī)定，火電機(jī)組參與調(diào)峰有相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制。國網(wǎng)青海電力此次是按火電標(biāo)桿電價(jià)與調(diào)峰機(jī)組結(jié)算，消化了火電參與“綠電7日”增加的成本。

常華表示，隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)日益堅(jiān)強(qiáng)，電網(wǎng)對火電機(jī)組最小開機(jī)方式依賴程度會進(jìn)一步降低，將為促進(jìn)清潔能源消納提供堅(jiān)強(qiáng)的保障。

帶來哪些經(jīng)驗(yàn)啟示?

“綠電7日”是一次全清潔能源供電的有益嘗試，它給我們帶來哪些經(jīng)驗(yàn)和啟示?

國家可再生能源中心主任王仲穎表示，在青海連續(xù)7天清潔能源供電過程中，國家電網(wǎng)公司充分發(fā)揮作用，協(xié)調(diào)西北地區(qū)不同省份之間的調(diào)度計(jì)劃，打破省間利益壁壘，促進(jìn)可再生能源在更大范圍內(nèi)消納，打造了一個典型案例。

“大電網(wǎng)、大市場”無疑是這個案例的關(guān)鍵詞。全生明認(rèn)為，對于青海這種能源資源與需求呈逆向分布的經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)而言，“如果沒有以特高壓為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的統(tǒng)一大電網(wǎng)在全國范圍進(jìn)行資源優(yōu)化配置，要進(jìn)行類似的嘗試很難。”

“到2020年青海新能源發(fā)電裝機(jī)容量規(guī)劃超過2000萬千瓦，要同步建設(shè)特高壓通道，這已納入國家能源發(fā)展規(guī)劃。”獨(dú)金萍說，“十三五”期間，青海將以電力直接交易等方式增強(qiáng)省內(nèi)消納清潔能源能力,同時,將建設(shè)落點(diǎn)在中部地區(qū)的全國首條全部輸送清潔電力的特高壓輸電通道。

依托大電網(wǎng)，本次嘗試還靈活運(yùn)用了多種市場交易品種，滿足青海綠色電力供應(yīng)需求。北京電力交易中心市場部副主任李竹認(rèn)為，這有效檢驗(yàn)了北京電力交易平臺省間交易有關(guān)機(jī)制的有效性和靈活性，“經(jīng)過總結(jié)完善，相關(guān)市場交易機(jī)制可以進(jìn)一步推廣，促進(jìn)其他地區(qū)新能源的大范圍消納。”

他同時表示，要提高全國新能源消納水平，應(yīng)進(jìn)一步打破市場壁壘，在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源;進(jìn)一步完善有關(guān)交易機(jī)制，建立比較系統(tǒng)的新能源參與市場交易規(guī)則，做好市場交易與保障性收購的銜接，有效平衡新能源企業(yè)與常規(guī)發(fā)電企業(yè)的利益;進(jìn)一步創(chuàng)新交易品種，增加交易頻次，更好地適應(yīng)新能源參與市場交易的特點(diǎn)。

此外，在規(guī)劃中合理布局各類電源，形成多能互補(bǔ)的清潔能源利用模式，是記者在調(diào)查中接觸到的各方形成的一個共識。獨(dú)金萍透露，青海正在做風(fēng)電、光伏、光熱儲能、抽水蓄能多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展送電的規(guī)劃研究。

7天的嘗試，時間很短，短到投資建有幾座小型光伏電站的陽光能源(青海)有限公司總經(jīng)理羅乾甚至沒有意識到發(fā)生了什么，事后他還是從手機(jī)監(jiān)測軟件里發(fā)現(xiàn)，那幾天他的光伏機(jī)組最大出力都達(dá)到史上最高值。

7天的嘗試，意義非凡，在國際上，此前僅有葡萄牙電網(wǎng)于2016年實(shí)現(xiàn)107小時電力供應(yīng)完全依賴可再生能源，而我國的這次嘗試時間更長、光伏發(fā)電比例更高、供電難度更大。

但正如賀新利所說的：“全國清潔能源的可持續(xù)發(fā)展，不能單靠青海這一次示范或者青海一個省的努力來解決，而要國家從整體層面上統(tǒng)籌規(guī)劃，給予相關(guān)政策支持，把區(qū)位優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，避免造成資源浪費(fèi)。”