這里,曾經風沙漫天,烏金流淌;這里,如今綠樹成蔭,銀線高懸。當深埋地底的煤炭不再舟車勞頓擁塞道路,化為一道電流奔赴遠方,這片土地就隱去黑色、留住綠色,迎來了新生。
6月23日中午,朔州市右玉縣威遠鎮牛家堡村的一片空地上,朔州供電公司項目管理中心副主任馬光成正和施工單位人員手持圖紙進行商討。不遠處,兩座還未完工的樓房正在施工中。“這是省內第一座室內220千伏風、光發電匯集站,今年投運后,右玉大片的風機、光伏板板可就不再‘憋屈’了。”
讓“金”風刮出山洼洼
朔州市,地處晉西北,北以古長城為界毗鄰內蒙古,距毛烏素沙漠不足100公里。這里雖然干旱少水,但卻有著豐富的風能和太陽能資源,近年來,成為風力發電和光伏發電快速發展的“寶地”。
截至2020年底,朔州地區電網共有電廠77座,總裝機容量達1511萬千瓦。其中,火電廠12座,容量925萬千瓦,占地區裝機61.18%。風電場41座,容量495萬千瓦,占地區裝機32.78%,占全省風電的25.14%。排名全省第一。光伏電站22座,容量85萬千瓦,占地區裝機5.68%。
可以看出,朔州風電和光伏裝機總容量580萬千瓦,已近總裝機容量四成,幾乎相當于憑添了六座百萬千瓦發電廠,而這些電能不消耗一克煤炭,全部來自風和陽光,是真正的清潔能源。逶迤綿延的山坡上矗立的風機和荒山荒坡上藍汪汪的光伏板也成了高原上的一道風景。
然而,大幅增長的清潔能源也給傳統電網帶來了不少“麻煩”。朔州電網擁有電力客戶54萬戶,用戶包括煤礦、陶瓷、化工、電鐵牽引等,網內重要電力用戶84戶。據朔州供電公司調控中心專業人士介紹,風力和陽光作為能源由于綠色環保的特點,國家政策規定,風電和光伏發電具有“上網”的優先權。即,電網必須全額接受其發電量。但另一方面卻具有不穩定、不可控性質,而電力系統卻要求“瞬間平衡”,即每一時刻的發電量都幾乎等于用電量,這樣才能確保電能的穩定供應。如果,在某一時段出現發電能力突增,那就必須及時開啟對等容量的用電設備以消納電能,或者關停一部分發電設備,否則,電網將由于電力“溢出”而解網甚至崩潰,導致大面積停電事故。如果不能妥善管控,看似“人畜無害”的“風、光”實際上對于電網來說是“危機四伏”。
山西省最早投產發電的兩個風電場之一右玉小五臺風電場,于2008年投入運營,共33臺風機計41.25萬千瓦,年發電量7000萬千瓦時。場長楊利軍說,長期以來,右玉供電公司調度部門為他們提供了非常優質的服務,為了少棄風,總是將線路檢修計劃安排在少風月份和時段。
然而,對于大規模“不穩定”電力的并網來說,真正“硬核”的還是電網自身的升級換擋、“強身健骨”。
“十三五”期間,朔州境內裝機容量增加617萬千瓦,增長68.74%,風電增加284萬千瓦,增長134.33%,光伏增加66萬千瓦,增長286.6%。與此同期,“十三五”期間朔州電網投資27.63億元,其中,火電并網項目6項,總投資1.9164億元;風電并網項目20項,總投資3.5092億元;光伏并網項目17項,總投資0.3671億元;常規電網建設項目401項,總投資20.2445億元,實施了29項清潔能源送出輸變電工程,用于增加變電設備容量和新、改建輸電線路,最大限度提升清潔能源外送能力。其中,2016年12月投運、至今仍持續擴建中的500千伏明海湖輸變電工程作為晉北特高壓外送配套工程,對于緩解平魯地區清潔能源送出起到重要作用。
“右玉精神是幾代人堅韌不拔的辛苦付出鑄成的,清潔能源發展也是‘久久為功、利在長遠’的事,電網企業一定全力以赴,讓右玉、朔州留住更多綠色。”國網朔州供電公司總經理任宇路說。
預計2021年10月,前文所述220千伏平右匯集站將投運,將通過對附近高家堡等10座風電場及光伏電站、共計105萬千瓦的發電出力進行負荷切改,有效消除因輸電能力制約而存在的棄風棄光現象,同時滿足新建的李達窯等4戶共計30萬千瓦新能源接網要求。建成后,將進一步優化區域網架結構,提升區域供電能力和可靠性,為地方經濟社會發展提供堅強的電力保障。
隨著分布式電源裝機不斷增加,其對電網運行的影響越來越大,給電網電力平衡、無功調節、電能質量控制等提出了更高要求,給電網的調度運行管理帶來了新的挑戰。國網朔州供電公司相關負責人表示,要積極參與電網及新能源的建設規劃,做好電網調度管理工作,做到電網結構合理、優化,可再生能源與電網協調配合,大電源與小電源協調發展。
朔州市如同山西省的一個縮影。如今,能源資源型地區實現轉型發展、綠色發展的大戲正在三晉大地漸入佳境。
電力“高速路”越走越寬廣
山西是重要的煤炭和重化工基地,新中國成立以來為全國提供了超過100億噸標準煤的能源支持。“關了暖氣你才發現,自己的命都是山西人給的。”此話雖然不無夸張,但山西能源輸出的重要性可見一斑。
上世紀80年代起,隨著改革開放步伐的加快,電力短缺矛盾凸顯,特別是對于經濟快速發展的東南沿海地區來說,“缺電”成為難以逾越的短板。由此,依托大同、朔州、太原、陽泉、晉城、長治等地區大型煤礦而建設的火力發電廠紛紛拔地而起,源源不斷的電能北送南下東輸,“晉電外送”逐步成為山西煤炭外送之外的重要選項。
1984、1985年,以大同二電廠和大同—房山兩回500千伏輸電線路的相繼投產為標志,從而開辟了國家“西電東送”的北部通道。2000年,我國首個跨大區遠距離超高壓交流輸電示范性項目——500千伏山西陽城至江蘇淮安輸變電工程就將山西陽城坑口電廠的電能以“專廠、專線、專供”的形式直接送到了江蘇,開啟了山西煤炭行業從“原料出口”到“加工再出口”經營模式,既滿足了江蘇經濟社會高速發展對電力的需求,又加速了山西能源結構調整的步伐。
隨著發電能力的大幅提升,原有以500千伏為骨干網架的輸電網越來越不堪重負,“車”多“路”窄成為電力送出的瓶頸。面對難題,能承載更多電能、輸送距離更遠的“特高壓”應時而生。2009年1月6日,世界首條投入商業運行的1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程正式投運行,成為中國乃至世界電網發展史上的一個新的里程碑。2017年8月,山西境內新建兩座特高壓變電站,一座換流站全部竣工投運,標志著山西電網成為連接華北、華東、華中三大區域電網,國家“西電東送”、省內“北電南送”和特高壓“三交四直”輸電通道重要匯集點,晉電外送能力進一步提升,外送輸電能力4030萬千瓦,滿足大規模清潔能源并網,電力消納進入清潔能源大范圍互聯互供的新模式。
長達近40年的“晉電外送”有力地促進了山西能源基地集約化開發,以輸電替代輸煤,推進火電、風電聯合外送,實現風電等新能源大范圍消納。例如,晉北至江蘇工程建成后每年新增送電約450億千瓦時,減少煤炭運輸2016萬噸,減排二氧化碳3930萬噸、二氧化硫9.9萬噸、氮氧化物10.5萬噸,環保效益顯著。截至2021年6月底,通過特高壓直流雁門關換流站外送電量已經超過910億千瓦時,預計年底前將突破千億千瓦時,在更大范圍內實現資源優化配置。
近年來,山西省新能源持續快速發展,在能源結構的比重逐步增大。截至2020年底,山西電網新能源裝機總量達到3282.7萬千瓦,占全省裝機容量的31.6%。今年第一季度新能源發電量達到174.73億千瓦時,同比增長93.8%,新能源利用率達到95.96%。今年4月16日,全省新能源出力達到2110.7萬千瓦,首次突破2000萬千瓦,占當時全網發電出力的63.4%,其中風電出力1282.7萬千瓦,再創歷史新高。
山西是全國唯一全省域、全方位、系統性的國家資源型經濟轉型綜合配套改革試驗區,是能源革命綜合改革試點省份。數據顯示,山西省風能資源豐富,風電技術可開發量達2814萬千瓦。另外,大同、陽泉、晉中和芮城四個光伏領跑基地已全部建成投運。為應對新能源大規模接入給電網帶來的挑戰,省電力公司認真貫徹落實國家能源戰略和新能源優先消納政策,不斷強化新能源優先調度管理,提高功率預測精度和納入電力平衡能力,加快建設山西北部風、光資源集中區域的配套電網,大幅提高山西電網接納風電的能力。
“我們通過強化網源協調管理,深度挖掘火電機組調峰潛力,優化火電水電開機方式,實施電網檢修與大風期錯避峰,提升電網動態平衡調節能力,最大限度的消納新能源發電,為生態文明建設、助力‘碳達峰、碳中和’目標,構建新發展格局做出山西貢獻。”公司相關負責人說。
主辦單位:山西電力行業協會
地址:山西省太原市南肖墻12號 郵編:030001 電話:0351-3722290 郵箱:sxsdlhyxh@163.com