国网浙江电力打造新型农村电网保障大规模新能源接入

10月25日,天空放晴。在浙江杭州市余杭区百丈镇半山村村民吴生强家的屋顶上,总容量5.6千瓦的家庭光伏电站与蓝天白云交相辉映,将光能转化为清洁绿色的电能。

随着以新能源为主体的新型电力系统建设的推进,越来越多的分布式光伏接入乡村百姓家。农村电网也迎来了新挑战和新机遇。在“双碳”目标下,国网浙江省电力有限公司积极打造新型农村电网,使其能够适应大规模间歇性分布式电源广泛接入,变得更加坚强、智能、可靠。

分布式光伏发展迅猛

从全国看,分布式光伏发展势头迅猛。据国家能源局公布数据,2021年上半年,全国光伏发电新增装机1301万千瓦,其中,大型光伏电站装机536万千瓦、分布式光伏电站装机765万千瓦。

今年5月,浙江省发布《可再生能源发展“十四五”规划》,提出实施“风光倍增计划”,到“十四五”末,力争省内光伏装机达到2750万千瓦以上,新增装机在1200万千瓦以上,其中分布式光伏新增装机超过500万千瓦,集中式光伏新增装机超过700万千瓦。

截至6月底,浙江省光伏发电装机总规模达1621.6万千瓦,相比2015年年底增长884%,规模已超过水电,光伏发电成为省内仅次于火电的第二大电源。其中,分布式光伏发电装机1137.4万千瓦,并网项目数量达到24.2万个。

但与此同时,光伏发电本身存在的波动性、间歇性、不确定性等特点,也给电网带来了不小的压力,尤其是农村电网。浙江“七山一水二分田”,新能源资源大多分布在偏远山区,电网相对薄弱,大规模新能源接入和消纳面临不小的压力。

对此,国网浙江电力聚焦提升农村电网光伏承载力,统筹农村配网规划,全力支持分布式光伏接入,推动农业生产生活电气化,提升农村地区分布式光伏就地消纳能力,开展数智化供电所建设,推动供电所管理和服务能力双提升,服务分布式光伏发展。

国网浙江电力还致力于创新对分布式光伏的管理和服务模式。该公司面向分布式光伏客户提供“一网通办”服务,依托“网上国网”APP研发上线“绿电碳效码”应用,利用区域分布式光伏项目发电大数据,通过区域平均发电小时数对比分析,对分布式光伏项目发电水平分级评价,及时提醒客户开展光伏运维工作,促进光伏项目发电效率提升。

截至目前,国网浙江电力通过持续建设改造农村电网,保障了各类新能源发电顺利接入,实现了光伏发电、风电的全额消纳。今后,随着大规模分布式光伏和多种分布式清洁能源的持续接入,建设新型农村电网势在必行。

创新实践助推新型农网建设

在“双碳”目标引领下,浙江各地正大力推动分布式光伏发展,以问题为导向的创新实践不断涌现。

去哪里找光伏发电接入的屋顶资源?未来每个镇街、村落具备多大的光伏发电潜力?区域配电网是否具备足够的消纳能力?杭州供电公司从这些问题出发,率先在余杭区推出“光伏导航”这一数字化工具。

10月21日,杭州市余杭区百丈镇半山村村委会书记洪秋平收到了一份“光伏导航”结果。“原来我们村的光伏发展潜力排全区第11名,到2025年可以发展光伏发电的地块有15个,可挖掘的总容量达到5000千瓦。根据这份结果,我们可以‘按图索骥’推动新能源项目落地。”

“光伏导航”从“地块-村庄-网格-区县”4个层级评估分布式光伏资源。以半山村为例,“光伏导航”扫描发现该村可发展家庭光伏发电的屋顶面积为1.75万平方米,其中的90%目前待开发利用。当地供电公司将针对每个网格的具体情况开展配电网规划,确保光伏发电100%全消纳。

国网浙江电力打造新型农村电网保障大规模新能源接入

在分布式电源友好接入方面,浙江各基层供电企业也开展了积极探索。

国网浙江电力在嘉兴地区率先建设了覆盖全域的分布式电源智能调控系统,实现了该区域内所有在中低压电网并网的分布式电源信息的全接入。

海宁尖山新区钱江村冷冰坞三面环山、一面临海,新能源发展、新农村电网建设驱动着农村转型发展。在分布式电源智能调控系统的调控下,所有设备始终保持安全稳定状态运行。

2015年,村民俞小林在冷冰坞开办海宁市首家田园民宿。一年半年后,他又做了第一个吃螃蟹的人,在民宿屋顶安装光伏发电板,装机容量1.8千瓦。截至10月25日,该电站今年以来已发电1667千瓦时。自发自用、余电上网的模式有效降低了民宿经营成本。

在丽水,绿色能源“虚拟电厂”建设将原本海量的无序资源变得高效有序可调节,促进源网荷储资源协同互动,为大规模分布式光伏发电并网腾出空间。目前,丽水的绿色能源“虚拟电厂”辅助浙江电网调峰已进入常态化应用阶段。在新能源消纳上,丽水供电公司还创新引导错峰,让部分小水电站主动调配到晚上发电,将白天的发电时间更多让“路”给光伏为主的新能源发电出力。

为新型农网建设凝聚多方智慧

如何科学地打造新型农村电网?日前,国网浙江电力参与承办的“双碳”目标下新型农网与分布式光伏发展论坛在杭州举行。论坛上多位专家献计献策。

中国电机工程学会农村电气化专委会副主任委员孔繁钢表示,广大农村是分布式清洁电源发展和接入的主要地区。新型农村电网区别于传统农村电网最重要的一点就是应具备消纳大量分布式清洁电源接入的能力,并确保农村电网安全和供电质量。

孔繁钢表示,新型农村电网的建设要考虑各地不同的农村经济发展阶段和分布式光伏发电的特点,因地、应时,制订不同的发展策略和模式;新型农村电网建设需要科技创新引领,加快电网数字化转型和研发先进可靠、价格低廉的设备和产品,更需要社会各界的支持。

他认为,一系列研究工作亟须开展,包括县配电网对分布式光伏接入能力的调查和评估、分布式光伏大规模接入对配电网和负荷侧电压影响的研究、不同容量光伏发电接入低压配电网的谐波测试、分布式光伏并网对农村电网继电保护影响的研究、光伏发电量就地消纳和就近消纳的调查评估等;另外,还要开展适应分布式光伏消纳的储能装置相关技术研究,充分发挥储能对电网的多时空尺度支撑能力,有效解决山区源荷发展不均衡的问题。

在中国农业大学信息与电气工程学院副院长井天军看来,分布式光伏的整体大规模发展,要实现光伏与各类资源协调发展,从而促进其可持续发展,注重生态环境效益而不依赖政府补贴;要充分利用县域的工商业、农业、住宅小区与农村生活负荷,因地制宜实现可就地消纳的光伏发电建设;要进行多类型能源消费的整体考虑,面向县域的电、热、冷、动等多方面能源需求,结合美丽乡村建设统筹开展智慧能源服务。

井天军还注重综合考量经济可行性:“要构建各具特色的商业模式,重点考虑分布式光伏带来的地域特色经济产值,如通过农光互补、渔光互补等形式,促进可持续发展。从‘双碳’目标实现角度综合重塑价值目标,在常规成本之上考虑不同形式消纳分布式光伏的碳排放、碳捕捉、碳封存及碳汇的产出,综合考虑经济效益、社会效益与环境效益。”

国电南瑞科技股份有限公司配电技术分公司副总经理赵景涛则在技术层面对建设新型农村电网进行了思考。“应对大规模分布式光伏接入,要构建具备‘台区自治、网格互济、全局优化’特征的分级、分区、分层的双向开放型新型配电系统。”他认为,依托新一代调控系统和源网荷储资源,建立集中与分布协同、多种能源融合、供需双向互动、高效灵活配置的新型电力供应体系,可大幅提升“主、配、用”全层级协同调度能力。

国网浙江电力将认真分析采纳专家建议,结合农村电气化再提升、农村能源互联网建设、新能源接入和消纳、智能电网发展及服务“三农”的需求,统筹考虑、综合施策,科学发展农村电网,打造一批低压智能物联精品台区、多元融合高弹性电网与农村电气化相融合的精品示范工程,加强课题研究与技术突破,提高农村地区“源网荷储”互动能力,助力乡村高质量实现碳达峰、碳中和目标。

同时,国网浙江电力还将结合浙江山水资源禀赋,建立健全清洁能源生态产品价值实现机制,通过电力助力绿色发展、推动绿色生产、服务绿色生活,拓宽生态价值实现渠道,探索新时代“生态+电力”浙江模式。

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