讓綠色能源順暢流動(dòng)

年政府工作報告中明確提出，將鞏固藍天保衛戰成果，二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%，重點(diǎn)地區細顆粒物（PM2.5）濃度繼續下降。

　　這樣的綠色目標，需要更多的綠色工程參與，讓資源富集地的綠色能源順暢流動(dòng)。今年2月28日開(kāi)工的國家電網(wǎng)張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程正是這樣的綠色工程。

　　“該工程建成投產(chǎn)后可有效改善當地環(huán)境。”北京市副市長(cháng)隋振江在開(kāi)工儀式上就明確表示。該工程是世界*柔性直流電網(wǎng)工程，目的就是為了服務(wù)清潔能源利用。該工程計劃于2020年上半年全部建成投運。該綠色工程建成后，將充分利用張家口的大規模風(fēng)、光互補特性與抽蓄電站的靈活調節能力，為京津冀提供穩定可靠的清潔電力，也將為2022年北京冬奧會(huì )場(chǎng)館實(shí)現全部清潔能源用電提供可靠電力。

　　國家電網(wǎng)公司貫徹習關(guān)于“積極發(fā)展清潔能源，推動(dòng)形成綠色發(fā)展方式和生活方式”的重要指示，創(chuàng )新提出“再電氣化”概念，逐步建立以清潔能源為主體的安全、經(jīng)濟、、可持續的新型能源體系，取代以化石能源為主體的高碳、高排放能源體系，讓綠色清潔的能源能夠充分利用特高壓電網(wǎng)的優(yōu)勢和市場(chǎng)化機制，越來(lái)越順暢地傳遞到千家萬(wàn)戶(hù)。

特高壓電網(wǎng)　清潔能源輸送大通道

寧東—浙江±800千伏特高壓線(xiàn)路。

　　不論是東北供暖期風(fēng)電消納比例提升，還是西北大規模新能源基地發(fā)電量破千億，都離不開(kāi)一張具有平衡調節能力的特高壓大電網(wǎng)。

　　經(jīng)過(guò)4年努力，12條國家大氣污染防治行動(dòng)計劃的特高壓交直流工程全面竣工，將京津冀魯、長(cháng)三角、珠三角地區和北部、西部、西南能源基地相連，形成了一幅自北向南、自西向東的清潔電能輸送藍圖，使西南水電、西北風(fēng)能太陽(yáng)能資源的集約開(kāi)發(fā)和大范圍消納成為可能。

　　在國家大氣污染防治行動(dòng)計劃12條重點(diǎn)輸電通道中，國家電網(wǎng)公司負責11項輸電工程建設，其中特高壓工程8項，再加上酒泉—湖南、扎魯特—青州兩項特高壓直流工程，這10項特高壓工程總投資2200億元，途經(jīng)16個(gè)?。▍^、市），全面建成投運后，將增加東中部地區受電能力8000萬(wàn)千瓦，每年減少燃煤運輸1.8萬(wàn)噸，降低PM2.5濃度4%～5%。這些西電東送的特高壓工程，輸送的電能80%都來(lái)自清潔能源，這對于推動(dòng)能源轉型與綠色發(fā)展、優(yōu)化能源資源配置、保障電力供應、防治大氣污染、拉動(dòng)經(jīng)濟增長(cháng)等具有顯著(zhù)的綜合效益和長(cháng)遠的戰略意義。

　　清潔能源大規模并網(wǎng)的挑戰不僅僅是資源稟賦不均衡帶來(lái)的跨區域輸送問(wèn)題，還有因為清潔能源本身的波動(dòng)性、間歇性以及不具備調頻、調壓等主動(dòng)支撐能力的特性，需要更好地源網(wǎng)荷協(xié)調發(fā)展和友好互動(dòng)技術(shù)。為了更好地滿(mǎn)足清潔能源高比例接入需要，各國都在通過(guò)加快研發(fā)各種不同技術(shù)來(lái)解決這一問(wèn)題。其中，虛擬同步機就是其中一個(gè)重要方向。

　　位于河北張家口的新能源電站就有一樣能夠駕馭不羈的新能源發(fā)電波動(dòng)的法寶——2套0.5萬(wàn)千瓦電站式虛擬同步機。這是世界上*具備虛擬同步機功能的示范工程，其自主研發(fā)的虛擬同步機技術(shù)很好地實(shí)現發(fā)電效益與電網(wǎng)支撐的平衡，提升了電網(wǎng)安全穩定運行水平，滿(mǎn)足新一代電力系統所需的智能、可控、靈活等要求，保障了新能源和大電網(wǎng)的友好相處。

　　除了虛擬同步機技術(shù)，±500千伏柔性直流電網(wǎng)、低碳冬奧智能電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)智能互動(dòng)充電等科技示范工程，正在孕育、成長(cháng)。放眼更廣闊的科技創(chuàng )新領(lǐng)域、更長(cháng)遠的未來(lái)，更多科研人員仍在持續研究和探索。

具備虛擬同步機功能的新能源電站外景。

從用煤到用電　北方冬季取暖越來(lái)越清潔

　　青海省瑪多縣位于青藏高原三江源核心區，年平均氣溫零下4.1攝氏度，供暖期長(cháng)達11個(gè)月，取暖在瑪多成為“剛需”。傳統的燃煤取暖既不環(huán)保也不經(jīng)濟。在國家電網(wǎng)公司和青海省委省政府的共同努力下，瑪多縣開(kāi)始了“煤改電”的清潔取暖之路。

　　實(shí)施清潔取暖示范項目后，牧民得到了巨大的實(shí)惠。在牧民桑杰家里，客廳里咕嘟嘟煮著(zhù)噴香的奶茶。推開(kāi)臥室門(mén)，一張電熱炕，與藏式古樸的建筑風(fēng)格融為一體。電熱炕的溫度可以隨時(shí)調節，冬天睡覺(jué)時(shí)，蓋上輕薄的被子就可以了。海拔4500米的高原上，寒冷的冬天里暖意融融。

　　除了遠在西北的青?，敹嗫h，深受霧霾困擾的京津冀地區也早早開(kāi)始實(shí)施“煤改電”行動(dòng)。2017～2018年采暖季，北京地區“煤改電”用戶(hù)達到累計達104.1萬(wàn)戶(hù)，每個(gè)采暖季可減少減少散煤燃燒416.4萬(wàn)噸，相當于60節的火車(chē)裝滿(mǎn)1000余列，減排二氧化碳1082.6萬(wàn)噸、二氧化硫9.99萬(wàn)噸、氮氧化物2.91萬(wàn)噸。2017年冬季，北京霧霾天明顯減少，2017年北京市空氣中細顆粒物月均濃度比上一年下降54%，為近五年來(lái)歷史同期zui低。

　　目前，國家電網(wǎng)公司累計投資258億元實(shí)施京津冀重點(diǎn)區域“煤改電”工程，完成2068個(gè)村79.9萬(wàn)戶(hù)居民電采暖改造工程，京津冀重點(diǎn)地區全部實(shí)現無(wú)煤化，全國地級以上城市建成區已經(jīng)全部淘汰燃煤小鍋爐。

　　供暖季需要解決的問(wèn)題不只是燃煤污染。一般來(lái)說(shuō)，每年的11月至次年的4月是三北地區全年風(fēng)資源的季節，卻也是這些地區的供暖季。這段時(shí)間內，火電裝機承擔了大部分的供熱任務(wù)，調峰能力較非供熱期明顯降低。新能源消納和保障地區供熱之間矛盾突出。供熱季長(cháng)達7個(gè)月的蒙東地區，“風(fēng)火”矛盾尤為突出。

　　為了解決這些問(wèn)題，從2013年起，國網(wǎng)蒙東電力開(kāi)始探索風(fēng)電供暖這一全新供暖方式，促成赤峰市林西縣和通遼市扎魯特旗兩個(gè)旗縣作為“風(fēng)電供暖試點(diǎn)旗縣”，啟動(dòng)風(fēng)電供暖試點(diǎn)建設。扎魯特旗風(fēng)電供熱試點(diǎn)項目建設總投資3673萬(wàn)元，包含蒙東協(xié)合教育園區與河北新區兩個(gè)風(fēng)電供熱站。該項目負責人表示，風(fēng)電供熱項目通過(guò)取締多個(gè)大型燃煤鍋爐，使得大氣環(huán)境有明顯改善。據國網(wǎng)蒙東電力提供的數據，按每年用電量4739.9萬(wàn)千瓦時(shí)計算，上述兩個(gè)風(fēng)電站每年可節約標煤8152.6噸，減少煙塵排放量78.3噸，減少二氧化硫排放134.5噸，減少二氧化碳排放20028.6噸。

市場(chǎng)化機制　跨區跨省大規模交易清潔電能

　　裝機20.1萬(wàn)千瓦的中節能昌西第三風(fēng)電場(chǎng)于2012年建成投運，運行近五年來(lái)，棄風(fēng)限電一直比較嚴重。談到風(fēng)電消納，場(chǎng)長(cháng)王偉說(shuō)：“短期和超短期時(shí)段的預測，咱們已經(jīng)可以做得很了?，F在的問(wèn)題是怎么把這些預測準確的電量及時(shí)送出去。”

　　甘肅省的風(fēng)電發(fā)電裝機、光伏發(fā)電裝機分別位居*二和*，新能源裝機總量達2066萬(wàn)千瓦，但zui大用電負荷只有1468萬(wàn)千瓦，所以王偉的問(wèn)題也是其他許多風(fēng)電場(chǎng)場(chǎng)長(cháng)頭疼的事兒。

　　2017年年初，專(zhuān)門(mén)針對棄風(fēng)、棄光電量的富余可再生能源跨省區現貨交易正式啟動(dòng)，甘肅省內227家新能源發(fā)電場(chǎng)站全部獲得入市交易資格。王偉們的難題有了解決方案。

　　“風(fēng)電場(chǎng)的富余電力通過(guò)系統報送到現貨平臺，電力公司根據我們申報的富余電力，和省外的需求方匹配。我們風(fēng)電場(chǎng)根據校核成交之后的電量增加發(fā)電，就把這部分富余的電量送出去了。”王偉指著(zhù)電腦屏幕說(shuō)，他們場(chǎng)的發(fā)電量同比增長(cháng)了39%，增加的電量中有90%——約4300萬(wàn)千瓦時(shí)是通過(guò)參加跨省區現貨交易實(shí)現的。

　　建設遠距離輸電工程可為新能源大范圍配置提供保障，日前和日內的跨省區現貨交易則為當前的技術(shù)無(wú)法實(shí)現中長(cháng)期預測的風(fēng)電、光伏等新能源消納找到了“新大陸”。據國網(wǎng)甘肅省電力公司調控中心調度處處長(cháng)伏歲林介紹，2017年甘肅的新能源發(fā)電量同比增長(cháng)27.75%，棄風(fēng)棄光電量同比減少19.26%，通過(guò)跨省區現貨交易消納的新能源電量為28.19億千瓦時(shí)，占新能源增發(fā)電量的50%。

　　電力現貨交易買(mǎi)賣(mài)主體自主參與、自主決策的特點(diǎn)，不僅為西北的清潔能源消納找到了“新大陸”，也為東北供暖季“風(fēng)火”矛盾帶來(lái)了全新的解決方案——電力調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)，使深度調峰的發(fā)電機組得到市場(chǎng)化定價(jià)的經(jīng)濟補償，以?xún)r(jià)格信號激勵發(fā)電企業(yè)在系統調峰困難時(shí)主動(dòng)減發(fā)，為其他電源騰出消納空間。

　　在東北電力調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)中，由于系統調峰異常困難，不能深度調峰的火電廠(chǎng)向提供深度調峰服務(wù)的火電廠(chǎng)支付了大量的補償金。這種收支變化，推動(dòng)東北火電企業(yè)轉變觀(guān)念，將電力調峰視為未來(lái)一項重要的收益來(lái)源，積極開(kāi)展靈活性改造。

　　“通過(guò)技術(shù)改造，今年我們廠(chǎng)上網(wǎng)的zui低出力同比壓降了20%，相當于讓出全省發(fā)電量的1/15。2017年僅11月就少發(fā)電3500萬(wàn)千瓦時(shí)。”遼寧調兵山煤矸石發(fā)電有限責任公司董事長(cháng)兼黨委書(shū)記程榮新在談到調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機制時(shí)說(shuō)，“雖然少發(fā)了電，但因為給新能源發(fā)電讓出空間，少發(fā)的這部分電從國家電網(wǎng)調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)的機制中獲得補償，平均價(jià)格達到0.5元/千瓦時(shí)。綜合下來(lái)，我們比原來(lái)發(fā)電時(shí)的效益還要好。”

　　目前，東北地區約89%的火電廠(chǎng)主動(dòng)要求進(jìn)一步調峰，以規避支付調峰補償金；這其中77%的火電廠(chǎng)還通過(guò)參與深度調峰獲得經(jīng)濟補償，有力緩解了調峰困難，為風(fēng)電讓出了消納空間。

　　數據顯示，東北電力調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)機制運營(yíng)以來(lái)，東北全網(wǎng)調用有償調峰服務(wù)38.88億千瓦時(shí)，支付補償費用16.63億元，有償調峰服務(wù)平均價(jià)格0.428元/千瓦時(shí)；補償火電應急啟停調峰93臺次，補償金額10670萬(wàn)元。同期，東北全網(wǎng)風(fēng)電受益電量共計131.80億千瓦時(shí)，承擔分攤費用4.79億元，折合風(fēng)電為每千瓦時(shí)受益電量分攤約0.036元。截至2017年11月底，遼寧電網(wǎng)的棄風(fēng)率降到5.85%，吉林電網(wǎng)棄風(fēng)率降到17.54%，黑龍江電網(wǎng)棄風(fēng)率降到11.04%，蒙東電網(wǎng)棄風(fēng)率降到12.26%，紅沿河核電實(shí)現冬季3臺機組共計3345兆瓦的滿(mǎn)出力運行。

　　通過(guò)跨省區現貨交易和調峰輔助服務(wù)市場(chǎng)等新機制，國家電網(wǎng)公司探索出一條通過(guò)市場(chǎng)化消納清潔能源的新途徑，有效促進(jìn)了新能源消納，為清潔能源在更大范圍內優(yōu)化配置積累了寶貴經(jīng)驗。未來(lái)，國家電網(wǎng)公司將推動(dòng)建立以電為中心的能源統一規劃體系，統籌考慮能源布局、結構、時(shí)序和配置方式，推動(dòng)能源結構優(yōu)化升級，不斷加強頂層設計，完善電力市場(chǎng)機制，促進(jìn)電力客戶(hù)跨區跨省購買(mǎi)清潔能源，擴大清潔能源交易規模。