高比例可再生能源并网挑战来袭！大同电网要如何应对？

文 | 国际能源网专稿

【国际能源网专稿】随着新能源发电在电力系统中占比快速攀升，提升电力系统灵活性成为保障电力系统低碳且安全高效运行的前提。2021年1月28日上午，“清华大学·大同第二届能源转型国际论坛”之“大同绿色能源供应体系研讨会”第四单元如期举行。专家学者从“电网与电力灵活性”入手，探讨了目前各行各业对大同电力灵活性资源系统价值的认识以及“十四五”规划期间大同电网的发展走向。

北京大学能源研究院副院长 杨雷

北京大学能源研究院副院长杨雷主持了本场会议。国网山西省电力公司教授级高级工程师赵俊屹、北京启迪华腾科技开发有限公司副总经理孟凡军、启迪瑞景能源环境科学研究院咨询经理杨乐鋆、国网大同供电公司副总工程师张建平四位行业资深专家做了专题报告。

国网山西省电力公司教授级高级工程师 赵俊屹

国网山西省电力公司教授级高级工程师赵俊屹在本次论坛中，详细分析了大同电网新能源消纳情况及浑源抽水蓄能建设对大同市可再生能源消纳能力提升的影响。

赵俊屹指出，山西电网是输出型电网，全省电力外送规模在全国名列前茅。作为山西能源转型的尖兵，大同更是走在了山西电网的前面。大同电网具有起步早、等级全、电源富集等的优势，在全省乃至全国电网中，电压结构和输送能力都属于佼佼者。有数据显示，截至目前，大同电网全网最大负荷已突破220万千瓦，全网总装机容量近1500万千瓦，其中省内直调就有1100万千瓦，是山西最先发展新能源、实现清洁电力自供、且规模居首的地区。

赵俊屹介绍，大同市新能源的高速发展，对电网及整个电力系统提出了更高的要求和挑战。大同虽率先发展了清洁能源，但受供热期区内乃至全省火电供热负荷的影响，调节能源受限、高峰不足、低谷难下，新能源消纳存在矛盾。针对这个问题，赵俊屹建议下一阶段可以将增加省内调节资源和改善外送方式作为主攻方向。

赵俊屹表示，随着“30/60”碳中和目标的明确，“十四五”末，山西新能源将有望实现第三个超越——“新能源总装机量超过火电总装机量”，山西省新增装机中新能源必定成为第一大电源。进而为提前实现碳排放峰值目标奠定基础。而在新能源高速发展超过火电容量以后，在电力系统同步灌量缺失的情况下，具有调降功能的抽蓄电站、抽蓄机组将会对电力系统起到强大的作用。

北京启迪华腾科技开发有限公司副总经理 孟凡军

北京启迪华腾科技开发有限公司副总经理孟凡军以江苏金坛盐穴储气和大同废弃煤矿巷道储气的压缩空气储能项目为例，分析了压缩空气储能应用的现状，并对该技术的前景进行了展望。

孟凡军讲道，大规模储能，可实现新能源规模化消纳、保障电网消峰填谷、提高电网的输送能力和电网的稳定性等作用。其中，压缩空气储能具有大功率、大容量的特点。但由于该技术空气能量密度低、占地面积大，使用效率有待提高。如今，世界范围内投运或在建的压缩空气储能电站总计仅有10余处。而我国更是没有投入商业运作的压缩空气储能电站。

在“大同压缩空气储能系统”案例的介绍中，孟凡军说，大同废弃煤矿巷道储气的压缩空气储能项目已被纳入山西省能源革命综合改革试点中2020年重大引领工程项目，同时也列入了山西省科技厅2020年重大专项项目。大同利用煤矿巷道发展大容量压缩空气储能，实现了对于深地空间的再造，盘活了废气资产，实现了废弃资源最大化利用。

谈到未来对压缩空气储能产业的期待，孟凡军表示，目前压缩空气在中国还没有实现商业化运营，希望能够通过这些示范项目的实施，优化压缩空气储能的整个建设方案，同时验证关键设备国产化制造能力，制定压缩空气储能的标准体系，探索促进压缩空气储能电站发展架构模式和运行机制。最终为制定压缩空气储能发展路线和相关的政策措施提供一个决策依据，同时也为山西乃至全国大量的废弃矿井开发利用提供新的途径，实现地下空间再利用，为相似地质背景废弃矿井压缩空气巷道建设提供理论依据和技术支撑。

启迪瑞景能源环境科学研究院咨询经理 杨乐鋆

启迪瑞景能源环境科学研究院咨询经理杨乐鋆分享了世界银行山西大同大型太阳能光伏电站与储能系统协调运行示范项目的成果。

据杨乐鋆介绍，世界银行、国家能源局以及全球环境基金共同发起了中国可再生能源规模化发展项目，通过对大同浑源县已规划的50MW光伏发电平价上网项目运行样本的研究，提出建立并完善促进可再生能源发展的法律法规体系，推动可再生能源规模化发展。这个项目有6个任务板块，分别是光伏+储能的发电功率控制、一次调频协同、区域控制策略、辅助服务政策可行性研究、政策配套研究，以及储能系统消化安全。

杨乐鋆指出，通过研究发现，光伏系统在进行一次调频支撑时，某些情况下会造成发电量20%以上的损失；此外，光储系统提供一次调频支撑对能量容量需求比较小，功率能量比大致为2：1。通过滚动能量补偿的方式可以降低对能量容量技术需求，但是会增加对能量容量的需求。

杨乐鋆表示，研究发现目前储能参与电力辅助服务还存在四方面的障碍，分别是配置方式的障碍、储能成本的障碍、定价机制障碍和成本分摊障碍。他认为，储能配置方式在一些文件还有“一刀切”的设定。

近年来，电化学储能价格虽在快速下降，但也是集中在调频和容量备用两个领域，能量型服务电化学储能成本依旧偏高。辅助服务资金入不敷出的问题愈发明显，从而限制了用户侧用电成本和可再生能源发电企业如何更好的设定储能。

最后，杨乐鋆另辟蹊径，从储能消防灭火方面提出了自己看法。他认为，近些年国内外储能电站经常发生火灾事故，反映出当前各地在储能消防灭火方面尚无相关标准，储能安全防护存在短板，未来应加强储能消防灭火装置的检验和灭火填充料补充作业的规范性。

国网大同供电公司副总工程师 张建平

国网大同供电公司副总工程师张建平从500千伏和220千伏两种不同的电网形式介绍了大同电网架的基本情况，并分析了“十四五”期间大同电网的规划。

张建平坦言，“十三五”期间，大同地区新能源发展迅速，大规模新能源接入带来电力外送受限和局部电网不满足N+1等的问题，制约着地区新能源建设的同时也影响着电网安全可靠运行。他认为，“十四五”大同地区将以优化主干网架建设为重点，全面提升地区安全可靠供电水平和电力外送消纳能力，建成华北乃至全国重要的电力输送枢纽。

张建平表示，到“十四五”末大同电网将有500千伏变电站5座，500千伏外送通道14条，其中跨区500千伏输送线路11条，跨省500千伏输送线路3条，可满足千万千瓦级清洁能源外送；到“十四五”末大同电网将有220千伏变电站17座，主变容量561万千伏安。形成以500千伏为骨干、220千伏分区双环网运行的坚强网架，全面支撑地区经济社会发展需求，做好优质可靠供电服务。

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清华大学∙大同第二届能源转型国际论坛

暨碳中和愿景下能源转型路径研讨会

2021年1月23日-31日  全球直播

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