10月25日,天空放晴。在浙江杭州市余杭區百丈鎮半山村村民吳生強家的屋頂上,總容量5.6千瓦的家庭光伏電站與藍天白云交相輝映,將光能轉化為清潔綠色的電能。
隨著以新能源為主體的新型電力系統建設的推進,越來越多的分布式光伏接入鄉村百姓家。農村電網也迎來了新挑戰和新機遇。在“雙碳”目標下,國網浙江省電力有限公司積極打造新型農村電網,使其能夠適應大規模間歇性分布式電源廣泛接入,變得更加堅強、智能、可靠。
分布式光伏發展迅猛
從全國看,分布式光伏發展勢頭迅猛。據國家能源局公布數據,2021年上半年,全國光伏發電新增裝機1301萬千瓦,其中,大型光伏電站裝機536萬千瓦、分布式光伏電站裝機765萬千瓦。
今年5月,浙江省發布《可再生能源發展“十四五”規劃》,提出實施“風光倍增計劃”,到“十四五”末,力爭省內光伏裝機達到2750萬千瓦以上,新增裝機在1200萬千瓦以上,其中分布式光伏新增裝機超過500萬千瓦,集中式光伏新增裝機超過700萬千瓦。
截至6月底,浙江省光伏發電裝機總規模達1621.6萬千瓦,相比2015年年底增長884%,規模已超過水電,光伏發電成為省內僅次于火電的第二大電源。其中,分布式光伏發電裝機1137.4萬千瓦,并網項目數量達到24.2萬個。
但與此同時,光伏發電本身存在的波動性、間歇性、不確定性等特點,也給電網帶來了不小的壓力,尤其是農村電網。浙江“七山一水二分田”,新能源資源大多分布在偏遠山區,電網相對薄弱,大規模新能源接入和消納面臨不小的壓力。
對此,國網浙江電力聚焦提升農村電網光伏承載力,統籌農村配網規劃,全力支持分布式光伏接入,推動農業生產生活電氣化,提升農村地區分布式光伏就地消納能力,開展數智化供電所建設,推動供電所管理和服務能力雙提升,服務分布式光伏發展。
國網浙江電力還致力于創新對分布式光伏的管理和服務模式。該公司面向分布式光伏客戶提供“一網通辦”服務,依托“網上國網”APP研發上線“綠電碳效碼”應用,利用區域分布式光伏項目發電大數據,通過區域平均發電小時數對比分析,對分布式光伏項目發電水平分級評價,及時提醒客戶開展光伏運維工作,促進光伏項目發電效率提升。
截至目前,國網浙江電力通過持續建設改造農村電網,保障了各類新能源發電順利接入,實現了光伏發電、風電的全額消納。今后,隨著大規模分布式光伏和多種分布式清潔能源的持續接入,建設新型農村電網勢在必行。
創新實踐助推新型農網建設
在“雙碳”目標引領下,浙江各地正大力推動分布式光伏發展,以問題為導向的創新實踐不斷涌現。
去哪里找光伏發電接入的屋頂資源?未來每個鎮街、村落具備多大的光伏發電潛力?區域配電網是否具備足夠的消納能力?杭州供電公司從這些問題出發,率先在余杭區推出“光伏導航”這一數字化工具。
10月21日,杭州市余杭區百丈鎮半山村村委會書記洪秋平收到了一份“光伏導航”結果。“原來我們村的光伏發展潛力排全區第11名,到2025年可以發展光伏發電的地塊有15個,可挖掘的總容量達到5000千瓦。根據這份結果,我們可以‘按圖索驥’推動新能源項目落地。”
“光伏導航”從“地塊-村莊-網格-區縣”4個層級評估分布式光伏資源。以半山村為例,“光伏導航”掃描發現該村可發展家庭光伏發電的屋頂面積為1.75萬平方米,其中的90%目前待開發利用。當地供電公司將針對每個網格的具體情況開展配電網規劃,確保光伏發電100%全消納。
在分布式電源友好接入方面,浙江各基層供電企業也開展了積極探索。
國網浙江電力在嘉興地區率先建設了覆蓋全域的分布式電源智能調控系統,實現了該區域內所有在中低壓電網并網的分布式電源信息的全接入。
海寧尖山新區錢江村冷冰塢三面環山、一面臨海,新能源發展、新農村電網建設驅動著農村轉型發展。在分布式電源智能調控系統的調控下,所有設備始終保持安全穩定狀態運行。
2015年,村民俞小林在冷冰塢開辦海寧市首家田園民宿。一年半年后,他又做了第一個吃螃蟹的人,在民宿屋頂安裝光伏發電板,裝機容量1.8千瓦。截至10月25日,該電站今年以來已發電1667千瓦時。自發自用、余電上網的模式有效降低了民宿經營成本。
在麗水,綠色能源“虛擬電廠”建設將原本海量的無序資源變得高效有序可調節,促進源網荷儲資源協同互動,為大規模分布式光伏發電并網騰出空間。目前,麗水的綠色能源“虛擬電廠”輔助浙江電網調峰已進入常態化應用階段。在新能源消納上,麗水供電公司還創新引導錯峰,讓部分小水電站主動調配到晚上發電,將白天的發電時間更多讓“路”給光伏為主的新能源發電出力。
為新型農網建設凝聚多方智慧
如何科學地打造新型農村電網?日前,國網浙江電力參與承辦的“雙碳”目標下新型農網與分布式光伏發展論壇在杭州舉行。論壇上多位專家獻計獻策。
中國電機工程學會農村電氣化專委會副主任委員孔繁鋼表示,廣大農村是分布式清潔電源發展和接入的主要地區。新型農村電網區別于傳統農村電網最重要的一點就是應具備消納大量分布式清潔電源接入的能力,并確保農村電網安全和供電質量。
孔繁鋼表示,新型農村電網的建設要考慮各地不同的農村經濟發展階段和分布式光伏發電的特點,因地、應時,制訂不同的發展策略和模式;新型農村電網建設需要科技創新引領,加快電網數字化轉型和研發先進可靠、價格低廉的設備和產品,更需要社會各界的支持。
他認為,一系列研究工作亟須開展,包括縣配電網對分布式光伏接入能力的調查和評估、分布式光伏大規模接入對配電網和負荷側電壓影響的研究、不同容量光伏發電接入低壓配電網的諧波測試、分布式光伏并網對農村電網繼電保護影響的研究、光伏發電量就地消納和就近消納的調查評估等;另外,還要開展適應分布式光伏消納的儲能裝置相關技術研究,充分發揮儲能對電網的多時空尺度支撐能力,有效解決山區源荷發展不均衡的問題。
在中國農業大學信息與電氣工程學院副院長井天軍看來,分布式光伏的整體大規模發展,要實現光伏與各類資源協調發展,從而促進其可持續發展,注重生態環境效益而不依賴政府補貼;要充分利用縣域的工商業、農業、住宅小區與農村生活負荷,因地制宜實現可就地消納的光伏發電建設;要進行多類型能源消費的整體考慮,面向縣域的電、熱、冷、動等多方面能源需求,結合美麗鄉村建設統籌開展智慧能源服務。
井天軍還注重綜合考量經濟可行性:“要構建各具特色的商業模式,重點考慮分布式光伏帶來的地域特色經濟產值,如通過農光互補、漁光互補等形式,促進可持續發展。從‘雙碳’目標實現角度綜合重塑價值目標,在常規成本之上考慮不同形式消納分布式光伏的碳排放、碳捕捉、碳封存及碳匯的產出,綜合考慮經濟效益、社會效益與環境效益。”
國電南瑞科技股份有限公司配電技術分公司副總經理趙景濤則在技術層面對建設新型農村電網進行了思考。“應對大規模分布式光伏接入,要構建具備‘臺區自治、網格互濟、全局優化’特征的分級、分區、分層的雙向開放型新型配電系統。”他認為,依托新一代調控系統和源網荷儲資源,建立集中與分布協同、多種能源融合、供需雙向互動、高效靈活配置的新型電力供應體系,可大幅提升“主、配、用”全層級協同調度能力。
國網浙江電力將認真分析采納專家建議,結合農村電氣化再提升、農村能源互聯網建設、新能源接入和消納、智能電網發展及服務“三農”的需求,統籌考慮、綜合施策,科學發展農村電網,打造一批低壓智能物聯精品臺區、多元融合高彈性電網與農村電氣化相融合的精品示范工程,加強課題研究與技術突破,提高農村地區“源網荷儲”互動能力,助力鄉村高質量實現碳達峰、碳中和目標。
同時,國網浙江電力還將結合浙江山水資源稟賦,建立健全清潔能源生態產品價值實現機制,通過電力助力綠色發展、推動綠色生產、服務綠色生活,拓寬生態價值實現渠道,探索新時代“生態+電力”浙江模式。
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