本文聚焦宁夏闽宁镇“纯绿电小镇”,详细介绍了其实现24小时纯绿电供应的技术创新与成效,分析了该模式对破解新能源发展难题的借鉴意义,以及对闽宁镇乡村振兴的推动作用。
新能源,作为我国达成“双碳”目标、构建新型能源体系的关键路径,正迎来飞速发展的阶段。截至2024年底,我国新能源装机规模首次超越火电装机规模,这无疑是我国能源发展史上的一个重要里程碑。然而,在新能源蓬勃发展的背后,其“靠天吃饭”、供应不稳定等短板也逐渐浮出水面。这些短板不仅使得新能源消纳压力与日俱增,还对电网的安全平稳运行构成了一定的威胁。
因此,如何实现新能源的稳定持续供应,推动新能源的可持续发展,成为了当下破解新能源发展瓶颈的关键所在。去年底,宁夏永宁县闽宁镇的“纯绿电小镇”建设取得了重大突破,其储能电站、协同控制系统等重点工程按时完工,成功具备了24小时纯绿电供应的能力。在这里,新型储能取代了煤电等传统能源,发挥着调节作用,有力地推动了新能源“发、储、传、用”的协调发展。这一模式不仅为解决当前新能源发展面临的难题提供了宝贵的借鉴,还成为了闽宁镇乡村振兴的“催化剂”,引发了一系列积极的“链式反应”。
新型电力系统实现24小时纯绿电供应
宁夏,在发展新能源方面具有得天独厚的条件。过去15年里,宁夏的新能源装机规模实现了质的飞跃,从2010年的85万千瓦激增至2024年底的超过4100万千瓦。在这样的大背景下,宁夏闽宁镇的“纯绿电小镇”通过一系列的技术创新,成功实现了24小时纯绿电供应,有效弥补了新能源供应不稳定的“先天不足”。据预计,该小镇年新增绿电消纳可达2.15亿度,年节约标煤超2.64万吨,减少二氧化碳排放7.32万吨,环保效益显著。
国网银川供电公司党委书记徐勇介绍道:“我们专门研发了源网荷储控制系统,该系统通过在调度中心、枢纽变电站、新能源场站及储能电站部署智能测控设备,构建了能量管理系统主站+子站的双层控制架构。这一架构实现了源网荷储的协同控制与全景监测,能够对新能源和负荷进行精准预测,对储能充放电进行智能调控,从而构建起有源配电网智能调度模式。”有了这一系统,白天光伏大发时段,新型储能可以存储多余的电量;晚上风电、储能互相配合,实现24小时不间断的绿电供应。
由于受外部环境影响较大,新能源供电的波动性十分明显。新型储能作为源网荷储中的“储”环节,通过“削峰填谷”的方式稳定新能源供应,成为了新型电力系统以及闽宁“纯绿电小镇”的重要组成部分。它不仅能够“存有余补不足”,提升新能源的经济效益,还可以“自构区域电网”,具备并/离网无缝切换与离网运行的能力。在闽宁镇镇域电网和上级电网的联络线因故障断开等情况下,新型储能可实现离网运行,最大程度降低脱网对新能源消纳的不利影响,保障可靠供电及区域能源安全。
大唐永宁县新能源科技有限公司总经理李洪涛表示,闽宁镇建设的2座100兆瓦时/200兆瓦时新型储能电站就像超大型“充电宝”,一次可以存储电量40万度。按照85%的放电效率,充满后可以供应34万度电,能够有效补充夜间无光及风电出力不够的电量缺口。
虚拟电厂也是新型电力系统的重要组成部分。它并非传统意义上的实体电厂,而是利用数字化、智能化等先进技术,将需求侧一定区域内的可调节负荷、分布式电源、储能等资源进行聚合、协调、优化,构成具备响应电网运行调节能力的系统。
宁夏虚拟电厂的可调节能力位居全国前列。部分用电企业作为虚拟电厂,能够根据新能源发电的波动情况,及时调整用电负荷。这样一来,既提高了新能源的利用率,企业也能获得相应的补偿,实现了双赢的局面。截至去年底,宁夏虚拟电厂运营管理平台接入10家虚拟电厂,聚合了电动汽车充电站、楼宇空调、铁合金企业等20类可调节负荷,聚合容量379万余千瓦,虚拟电厂运营商累计获利约100万元。“纯绿电小镇”投运后,宁夏虚拟电厂的成功经验,还将为闽宁镇绿电供需平衡、吸引相关企业落户提供有力保障。
有效破解新能源发展难题
当前,我国新能源发展面临着诸多痛点,如消纳压力大、新型储能发展积极性偏低等。“纯绿电小镇”的建设为探索新能源系统发展提供了新的思路,为破解这些难题提供了宝贵的借鉴。
首先是缓解新能源消纳难题。2023年,我国可再生能源发电新增装机超过全球一半,累计装机规模占全球比重接近40%。新能源的快速发展对其消纳造成了较大压力。以宁夏为例,截至2024年底,宁夏新能源装机突破4100万千瓦,其中光伏占比超过60%。由于光伏发展快、发电波动大,宁夏的新能源消纳压力日益增大。国网银川供电公司发展策划部专责贺兴安表示,“纯绿电小镇”基于新能源占比100%的情形,探索制定了源网荷储协同运行策略。这一策略既可以提升镇区绿电消纳比例,又能进一步提高新能源利用率,通过工程实践推动解决高渗透率新能源供需平衡问题,形成了可复制、可推广的新型电力系统建设的新经验。
其次是调动新型储能发展积极性。新型储能是促进新能源消纳及稳定供电的重要环节。当前,由于政策不稳定、成本下降较快等因素,我国新型储能产业存在“谁先进入谁亏损越多”的现象,在一定程度上挫伤了产业发展的积极性。宁夏明益绿能综合能源服务有限公司总经理曾兵阶表示,我国新能源快速发展,仅靠煤电参与调峰是远远不够的,这使得新型储能的发展前景十分广阔。“纯绿电小镇”及新型电力系统建设进一步增加了新型储能的应用场景,有助于推动产业发展。当前,构网型储能作为新事物成本偏高,但它代表着产业的发展趋势,今后随着其大规模应用,成本会不断降低,并不断提升我国新型储能的技术优势。
最后是破解绿电的物理溯源难题。当前,我国绿电和煤电“混合”上网,绿电难以实现物理溯源,导致我国绿证的认可度受到影响。而“纯绿电小镇”通过全天绿电供应,实现了绿电物理溯源,有效破解了相关难题,或将提升我国绿电及绿证的“含金量”。受访专家表示,“纯绿电小镇”运行后,闽宁镇内企业使用的绿电均可溯源,有助于提升相关企业的效益。
乡村振兴的“催化剂”
20多年来,在闽宁协作帮扶下,闽宁镇从昔日的“干沙滩”变成了如今的“金沙滩”。近年来,新能源的发展进一步让闽宁镇的“干沙滩”披上了绿装,焕发出勃勃生机。而“纯绿电小镇”带来的纯绿电优势,则成为了闽宁镇乡村振兴的“催化剂”。
闽宁镇党委书记石佳表示:“‘纯绿电小镇’加快了闽宁镇清洁低碳转型发展和绿色生产生活方式的转变,以绿色能源赋能闽宁产业园智能制造、农特产品精深加工及设施农业等产业的高质量发展,为闽宁镇加快建设乡村全面振兴样板注入了新的动能。”
在家门口就能赚到钱,是闽宁镇移民群众最质朴的愿望。“纯绿电小镇”采用“村集体+企业+农户”的模式,在闽宁镇原隆村建成了大规模光伏设施农业,并为全村1600多户移民建设了屋顶光伏。村集体每年可获得收益200多万元,每户移民每年还可获得屋顶租赁费,切实增加了群众的收入。
此外,工商业一直是闽宁镇及脱贫地区发展的短板所在。“纯绿电小镇”则为高耗能等绿电需求较高的产业带来了新的机遇和优势。闽宁镇辖区内的宁夏瀛海天琛建材有限公司主要生产水泥、水泥熟料等,公司2024年前11个月用电量3600多万度,累计电费1900多万元。“纯绿电小镇”投运后,按照宁夏最新政策,若用户采用双边交易机制全部购买使用绿电,理想状态下用电成本最高可下降12%。公司负责人表示,绿电引发了整个行业变革,它不仅降低了企业的用电成本,还从根本上解决了行业耗电量大带来的碳排放多的难题。
闽宁镇“风光”资源丰富,为当地承载更多对绿电需求较高的企业提供了有利条件。宁夏银川市发展改革委主任侯自强表示,当前,闽宁镇新能源装机20万千瓦左右,年发电量为3亿度左右,高于当地年1.5亿度左右的用电量。并且当地新能源资源充裕,未来可扩展至100万千瓦左右,将闽宁镇的“风光”资源转化为推动乡村振兴的不竭动能。
本文围绕宁夏闽宁镇“纯绿电小镇”展开,介绍了其实现24小时纯绿电供应的技术创新,包括源网荷储控制系统、新型储能和虚拟电厂等。该模式有效破解了新能源发展面临的消纳、储能积极性和绿电溯源等难题,同时成为闽宁镇乡村振兴的“催化剂”,带动产业发展和群众增收,为新能源发展与乡村振兴提供了可借鉴的范例。
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