時間：2023-09-04 10:40:07 點擊：次
來源：科技日報 作者：

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世界首個縣域級100%新能源新型電力系統(tǒng)可實現(xiàn)湖北省隨州市廣水市100%新能源獨立供電,，供區(qū)人口超過20萬,。該新型電力系統(tǒng)是一種以新能源供電為主體，與大電網柔性互聯(lián),，源網荷儲協(xié)同互動,，面向未來的電網新形態(tài),。

截至8月28日,，一個100%使用風、光新能源供電的新型電力系統(tǒng)在湖北省隨州市廣水市已穩(wěn)定試運行241天,。它既是一個能確保風,、光新能源發(fā)電發(fā)得出、用得上的實用的現(xiàn)實電網,，也是一個開放的,、具有未來電網特征的試驗平臺。

作為國家電網公司十大科技示范工程之一,，世界首個縣域級100%新能源新型電力系統(tǒng)在廣水市落地,，可實現(xiàn)廣水100%新能源獨立供電，供區(qū)人口超過20萬,。該新型電力系統(tǒng)是一種以新能源供電為主體,，與大電網柔性互聯(lián)，源網荷儲協(xié)同互動,，面向未來的電網新形態(tài),。

構建該新型電力系統(tǒng)的意義何在？它又能如何服務社會經濟發(fā)展,？

新型電力系統(tǒng)為何花落廣水

今年6月初,，國家能源局組織11家研究機構編制的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》發(fā)布。該藍皮書指出,，新型電力系統(tǒng)具備安全高效,、清潔低碳、柔性靈活,、智慧融合四大重要特征,。

數(shù)據(jù)顯示，我國能源活動排放的二氧化碳占二氧化碳排放總量的88%左右,，電力行業(yè)碳排放占能源行業(yè)碳排放的42%左右,。實現(xiàn)“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場,，電力是主力軍,，新型電力系統(tǒng)則是關鍵載體。

按全國電網運行與控制標準化技術委員會給出的定義,，新型電力系統(tǒng)是以堅強智能電網為樞紐平臺,，以源網荷儲互動與多能互補為支撐，具有清潔低碳,、安全可控,、靈活高效、智能友好、開放互動基本特征的電力系統(tǒng),。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)為何要轉向新型電力系統(tǒng),？

伴隨新能源發(fā)展，我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)面臨三大困難：在用電側,，用電負荷持續(xù)飆升,；在發(fā)電側，極端天氣多發(fā),，加上燃料價格不斷升高,，加劇了部分地區(qū)電力緊張狀況；在電網側,，新能源電力大量接入,，對電力系統(tǒng)安全構成一定威脅。

國家能源局相關負責人認為,，構建新型電力系統(tǒng)是一項復雜而艱巨的系統(tǒng)工程,，須統(tǒng)籌謀劃路徑布局，科學部署,、有序推進,。

廣水憑借豐富的風光資源優(yōu)勢，先行試點示范條件得天獨厚,。

隨州是湖北新能源裝機占比最高,、累計發(fā)電量最大的區(qū)域。截至7月底,，隨州新能源并網裝機容量達319.19萬千瓦,，新能源滲透率達到267.93%，即新能源裝機容量約達到最大負荷的2.68倍,。目前,，廣水新能源裝機244兆瓦，最大負荷61兆瓦,，新能源滲透率達到400%,。

同時，廣水電網屬于末端電網,，能較為方便地脫離主網,，具備構建新能源裝機占比可調（極限情況新能源裝機占比100%）,、柔性負荷占比可變,、機電—電磁環(huán)境可組合的多形態(tài)構網條件，可為源網荷儲互動等技術提供試驗場地,。

2021年12月,，國網湖北電力在廣水市探索建設全球首個縣域級100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程，供電面積418平方千米，覆蓋廣水市主要商業(yè),、工業(yè)和居民客戶,，為電網更好地接入和消納新能源探索新路徑，助力能源結構轉型,。

與大電網實現(xiàn)柔性互聯(lián)

“廣水新能源新型電力系統(tǒng)目前還處在第三階段調試,，整體運行平穩(wěn)，初步驗證了風,、光,、儲獨立支撐110千伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。”國網湖北省電力有限公司電力科學研究院新型電力系統(tǒng)研究中心高級工程師胡畔介紹,，廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)是“以大電網為支撐,，新能源供應為主體，源網荷儲實時協(xié)同平衡運行”的新型電力系統(tǒng)形態(tài),。

廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)作為一個獨立的電網系統(tǒng),，可以獨立運行。但它與大電網的關系并非互不干涉,，而是靈活的柔性互動,。風、光發(fā)電“看天吃飯”,，新能源新型電力系統(tǒng)不確定性較大,，大電網可以對其進行兜底保障。

胡畔說,，該電力系統(tǒng)與大電網相連,，離不開一個關鍵設備——能量路由器。能量路由器相當于一個閥門,，它類似WiFi網絡路由器,。當能量路由器開啟時，新能源新型電力系統(tǒng)與大電網“牽手”,；關閉時,，則與大電網“分手”。

與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)從電源側經輸電,、變電,、配電流入負荷端，電壓等級由高到低,、潮流單向不同,，借助能量路由器，新能源新型電力系統(tǒng)不僅可從大電網取電,，當本地風電,、光電有富余時還可反向給大電網送電,，實現(xiàn)與大電網之間的柔性互聯(lián)。

廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)是百兆瓦范圍內供電規(guī)模最大,、柔性負荷占比最大,，全部由風電、光伏為電源并可長期獨立運行的100%新能源新型電力系統(tǒng),，該系統(tǒng)首次構建了近零慣量,、全電力電子化的百兆瓦級高比例新能源電力系統(tǒng)，可實現(xiàn)全年100%新能源供電時間占比超70%,，全年新能源供電量占比超80%,。同時，廣水示范工程4個新能源電場,、1個能量路由器站,、5個光儲充站、2個變電站,、17條饋線,、703座臺變及相關用戶設施和儲能設施均已建模至數(shù)字孿生電網。該系統(tǒng)還可用于研究新型電力系統(tǒng)下的電壓穩(wěn)定,、頻率穩(wěn)定,、電力電量平衡、故障特性等關鍵問題,，為新型電力系統(tǒng)的理論構建取得創(chuàng)新和突破提供真型試驗場景,。

技術創(chuàng)新支撐穩(wěn)定運行

建設新型電力系統(tǒng)需要改變傳統(tǒng)電源結構、負荷特性和電網形態(tài),，未來電網的設計和建設需適應新型電力系統(tǒng)的復雜性,。

為此，廣水示范工程科研團隊研發(fā)出世界首套可支持百兆瓦級全新能源電網高效穩(wěn)定運行的源網荷儲協(xié)同控制系統(tǒng),，它可實時協(xié)同控制分布式電源,、儲能、能量路由器等電力電子化設備,，實現(xiàn)各種極端復雜功率波動場景下,，尤其是100%新能源獨立組網時的電壓、頻率穩(wěn)定,，滿足系統(tǒng)聯(lián)網運行時綠色高效,、孤網運行時安全可靠等多種需求。同時,，該科研團隊還研制出新能源及儲能機組成套構網型控制器,，并在真實電網中首次驗證整站構網特性，使得新能源發(fā)電裝備和儲能電源具備與煤電,、水電等常規(guī)電源相近的性能,。

自國家提出建設新型電力系統(tǒng)以來，我國電網企業(yè)以確保能源電力安全為基本前提,，以滿足經濟社會發(fā)展電力需求為首要目標,，以最大化消納新能源為主要任務，以堅強智能電網為樞紐平臺,，努力構建并完善我國新型電力系統(tǒng),。

進一步完善我國新型電力系統(tǒng)，可把小型真實場景研究得出的結論與新能源占比不斷提高的實際發(fā)展路徑相結合,，建設數(shù)字孿生電網,，實現(xiàn)系統(tǒng)全景感知、智能決策,，以云計算技術,、人工智能算法為支撐保障新型電力系統(tǒng)安穩(wěn)運行。

國網湖北省電力有限公司黨委書記,、董事長吳英姿表示：“下一步,，公司要全面落實率先建成湖北新型電力系統(tǒng)的工作方案，爭取2024年在鄂北建成國內首個跨地市區(qū)域新型電力系統(tǒng),，為新型電力系統(tǒng)大規(guī)模建設提供湖北成套解決方案,。”