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专家解读

描绘江苏电网“十四五”壮美蓝图

——国网江苏经研院“十四五”电网规划研究纪实

作者:马龙鹏 张文嘉 黄成辰 陈琛 彭竹弈 王荃荃 葛毅 许偲轩   2020-11-02

  9月15日,由国网江苏省电力有限公司经济技术研究院编制的《江苏省“十四五”电网发展规划研究报告》完成最终审定稿并提交总部规委会,标志着江苏电网正式开启了“十四五”发展新篇章。

  这份长达1200页的研究报告深入贯彻了习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略,围绕国家电网公司建设“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”战略目标,在江苏“十三五”电力发展基础上,充分分析了江苏电网能源供给、网络发展、系统安全、绿色转型、智慧升级需求,描绘了江苏电网未来5年的壮美蓝图。

  打造江苏发展的电力“动脉”

  据预测,“十四五”期间江苏电力需求将保持平稳增长,能源效率和清洁化水平将显着提高。到2025年,江苏年度全社会用电量将达到8200亿千瓦时,较2019年增长30.9%,年平均增速达到4.9%。为了保障全省电力安全可靠供应,“十四五”期间,江苏计划建设500千伏输变电工程62项,500千伏网架由现在“六纵六横”发展为“七纵七横”。建设220千伏输变电工程300余项。计划投资超2000亿元,可拉动全省上下游GDP产值近万亿。

  激发发展新动能

  苏锡常地区作为江苏重要的工业生产基地,地区共有全国百强县7个,大量计算机及电子设备制造、纺织行业、金属加工业企业在这里聚集。该地区也是全国最大的用电负荷中心之一,“十三五”末该地区用电量占全省的44.8%。

  2019年11月1日,长三角生态绿色一体化发展示范区正式揭牌成立。预计“十四五”期间,示范区年用电量将增长5.8%。

  “为了满足示范区发展电力需求,我们在示范区规划了吴江特高压输变电工程,与华东地区特高压交流环网相连,年输电能力可达200亿千瓦时。”国网江苏经研院规划发展研究中心副主任谢珍建说。“同时,‘十四五’期间示范区江苏境内还将规划新建1座500千伏变电站,2座220千伏变电站,扩建2座220千伏变电站,新增变电容量244万千伏安。”

  助力打造新基建

  中天钢铁集团有限公司是常州一家大型钢铁冶炼企业,也是该地区的用电大户。自新冠肺炎疫情发生以来,中天钢铁凭借技术优势顺利拓宽国际市场,企业保持满负荷生产。3月该企业用电量逆势同比增长2.2%,4~6月分别同比增长16.1%、10.6%和18.2%。

  “当前‘一带一路’等多重国家战略机遇在江苏交汇叠加,沪通长江大桥的通车和南通新机场的规划落地让南通滨江区位优势不断显现。我们已经在该地区开工建设新厂,预计2021年能够全面投入运营,年用电量将达到39亿千瓦时。”中天钢铁负责人薛常宽说。

  中天钢铁只是众多落户南通的企业之一。今年,南通地区省、市重大项目233项,“十四五”期间该地区用电量将突破性上涨,预计年增幅将达到9.0%。

  为此,“十四五”期间南通将规划建设500千伏如皋、通海两座变电站,扩建500千伏新丰、三官殿、东洲3座变电站,新建和扩建220千伏变电站19座。

  推动变革新突破

  2019年8月26日,国务院正式发布“中国(江苏)自由贸易试验区总体方案”,其中南京江北自贸区片区作为中国第13个、江苏省唯一的国家级新区,成为全国首个叠加“双区”。

  “‘十四五’期间,我们将在江北新区规划建设220千伏研创变,预计每年向江北新区研创园输送电能12亿度,助力园区实现252亿的年产值目标。”国网江苏经研院规划中心专职蔡晖说。

  据悉,“十四五”期间,南京江北自贸区将建设7座这样的“创新能源枢纽”,同时还将开工建设南京特高压—秋藤500千伏输电工程。这是江苏地区第六条北电南送输电线路,进一步提升江苏跨区输电能力,推动南京江北自贸区创新发展。

  打好江苏能源绿色发展攻坚战

  江苏地处长江经济带,是长三角经济圈的重要组成部分。习近平总书记提出的“共抓大保护,不搞大开发”的战略导向,为江苏能源发展提出了更高层次的要求。

  “十三五”期间江苏加快清洁能源建设及消纳,提前一年完成减煤减排放任务。“十四五”期间,江苏将继续推动清洁能源占比提升,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为“强富美高”新江苏建设增添绿色动能。

  打造经济发展的绿色“发动机”

  近年来,江苏新能源装机得到快速发展,“十三五”期间风电、光伏总装机容量达到2744.9万千瓦,同比“十二五”增长5倍。其中,江苏海上风电装机发展最为迅速,装机达到474.2万千瓦,居全国首位。

  “十四五”期间,江苏新能源装机将进一步提高,预计风电规模将达到2500万千瓦,光伏装机规模将达到2100万千瓦。新能源总装机占全省装机的26.8%,年发电量将达到778亿度,占江苏全年用电量的9.5%。到2023年,白鹤滩水电入苏工程将全部建成投运,最高每年可向江苏输送清洁水电700亿千瓦时。届时江苏特高压外电入苏工程增至5条,每年向江苏输送区外来电1800亿千瓦时,减少地区二氧化碳排放1730亿吨。

  “未来5年是江苏全面建成小康社会后步入社会主义现代化建设新征程的第一个五年规划期。能源的多元化、清洁化发展能够有效满足地区经济社会发展需求,助力江苏全面打赢蓝天保卫战。”国网江苏经研院规划中心副主任谈健说。

  不浪费每一度绿色电

  “由于江苏能源分布特点,苏北地区风电、光伏资源丰富,但远离苏南电力负荷中心。如何将风电等大规模清洁能源汇集接入省内500千伏电力主干网络,并通过长距离输电线路送至苏南地区,成为促进其消纳的关键。”国网江苏经研院规划发展研究中心副主任谢珍建说。

  为了积极应对新能源快速发展态势,江苏“十四五”期间将建设沿海二通道、东二过江通道及西三通道等系列重点工程,打破新能源大规模远距离输送瓶颈。经过计算,系列新能源通道工程的建成,每年可向苏南地区多输送绿色清洁能源173亿千瓦时,将助力该地区清洁能源占比提升4.7个百分点,拉动上下游产业产值累计达200亿元,支撑地区国民生产总值2750亿元。

  建设清洁绿色的能源典范

  “打赢蓝天保卫战,构建清洁低碳的能源体系,需要提升全链条体系的综合能效,提高电能占终端用能占比,以能源互联网的思维,实现能源高质量发展目标。”国网江苏经研院战略研究室主任吴晨说。

  为此,国网江苏电力制定了“十四五”发展“能源供应清洁化、能源消费电气化、能源利用高效化、能源配置智慧化、能源服务多元化”的战略目标。

  “以南京为例,‘十四五’期间,我们计划建立以电为核心的综合能源系统,实现了地区之间、不同能源种类之间及供能设备之间互联互济,提升能源综合利用效率,降低用能成本。”谈健说。

  据悉,南京将大力开展电动汽车、港口岸电、电采暖、电餐饮等电能替代服务,实现核心区电能占终端能源消费比例超过50%,代替传统工业用热达到1亿千瓦时,单位电耗GDP提升到26元每千瓦时。

  建设聪明的江苏电网

  8月3日13时25分,江苏电网调度负荷创下历史新高,达到10851.2万千瓦。电网负荷屡创新高,同时清洁低碳发展的需求不断突出,电网调节能力不足的矛盾开始显现。

  “预计到‘十四五’初,江苏区外直流、新能源容量占负荷比例将达到57%,传统手段已经难以全面保障电网安全稳定,我们必须拓展新技术在电网中的应用。”国网江苏经研院规划中心主任南开辉说。

  打造柔性电网

  柔性输电技术作为电力系统新技术的代表,能够有效提升电网的输送能力和安全稳定水平。“‘十四五’期间,我们将推广潮流控制装置等柔性技术,探索线间潮流控制器(IPFC)、城区直流配网等在江苏电网的应用,打造柔性电网的典范。”南开辉说。

  据悉,目前江苏共有4条500千伏过江通道和1条1000千伏GIL过江通道。根据仿真测算,随着江苏电网负荷不断增加,可能出现部分过江通道重载而整体输电能力不足的情况。“十四五”期间,江苏将深入探索IPFC解决过江线路潮流在正常或故障方式下分布不均匀的问题。

  与柔性交流技术改变系统潮流走向不同,柔性直流技术能够有效提高相同条件下的线路输送能力,大幅提高电网的可靠性。

  “根据计算,‘十四五’期间南京中心城区电网已经不能满足用电需求,但其附近分布着政府部门和商业客户负荷,线路改造升级十分困难。为此,我们规划了柔性直流输电的工程方案。”国网江苏经研院规划中心主网规划室张文嘉说,“柔性直流输电方案可基于现有的输电走廊完成升级改造,在避免大规模市区内施工的情况下,实现电网供电可靠性全面提升。”

  通过仿真计算得出,在未来,南京电网部分线路检修期间,柔性直流输电方案可将地区电网可靠性提高50%,检修停电面积减少30%。

  打造智慧电网

  “能源互联网是一个具有清洁低碳、安全高效、泛在互联、高效互动、智能开放等特征的智慧能源系统,必须将先进信息通信技术、控制技术与先进能源技术深度融合应用,实现电网的数字化、平台化和智能化,这是江苏电网‘十四五’规划的核心目标之一。”国网江苏经研院通信智能化室主任王哲说。

  “十四五”期间,江苏电网将全面提升在线监测、自动巡检能力,实现配电自动化终端覆盖率达到100%、220千伏及以上变电站在线监测和巡检装置覆盖率达到100%,并实现无人机全自主巡航。

  “我们着力打造电网全息感知能力,通过各种终端信号采集装置实时全面了解电网情况,确保电网出现故障时第一时间发现并精准定位,进一步缩短故障时间,提高供电可靠性。”王哲说。“十四五”期间,预计电网中压配电终端覆盖率将从现在的35.86%提升至74.71%,台区智能终端将从31.87%提升至89.92%,馈线自动化覆盖率将从40.98%提升至58.68%。

  打造弹性电网

  近年来,空调负荷的急剧增长已成为江苏电网高尖峰负荷的主因。据研究,江苏电网夏季尖峰负荷出现时间仅有20~70小时左右,尖峰负荷约为500万千瓦。“传统的电网规划思路是采用新建机组和配套电网来解决,预计直接投资将达到475亿元。‘十四五’我们融合了弹性电网思路,利用新能源、储能及负荷响应将电网负荷尖峰‘顶’过去,最大限度节省投资,实现提质增效。”国网江苏经研院能源研究室主任李琥说。

  据悉,到“十四五”末,江苏省内电网侧及用户侧储能将分别达到50万千瓦和80万千瓦,相当于一座超大型的“虚拟电厂”,随时为电网提供深度调节能力。

  7月31日14时,南京南钢集团、中国水泥厂、蔚然动力3家工业客户生产控制系统接收到国网江苏省电力有限公司发出的柔性削峰调节需求后,通过自动调节生产设备运行等,5分钟内削减负荷8.2万千瓦。

  “目前,江苏电网已具备邀约削峰响应能力600万千瓦、邀约填谷响应能力320万千瓦、自动削峰响应能力100万千瓦。预计到‘十四五’将达到750万千瓦,同时江苏电网新能源、储能还可以提供660万千瓦调频能力,总规模将达到1400万千瓦。”国网江苏经研院能源室刘国静说。

  打造新时代电网规划研究体系

  2020年是江苏电网“十四五”规划的全面发起年。从年初以来,国网江苏经研院克服疫情影响,通过分批次线上、线下集中的方式,历时近9个月就编制完成江苏电网“十四五”规划研究报告。

  “今年是不平凡的一年。很多行业因新冠肺炎疫情影响暂停或推迟,但作为电网规划的重要研究支撑单位,国网江苏经研院是绝对不能停下哪怕放慢‘十四五’规划研究的进度,这是关系到江苏未来5年能源科学安全供给的基础,必须要及时、高效、高质量地完成。”该院院长助理黄俊辉说。

  技术创新助规划

  “江苏电网规模大、网架结构复杂,电网规划的建模和仿真计算任务重、难度大,以往做规划时,我们需分别建立各地市电网模型再拼接,过程中数据无法实时共享,过程速度慢、效率低。”国网江苏经研院规划中心主网规划室专职孙文涛说。

  2019年11月,该院上线了江苏电网仿真计算数据管理平台。据悉,该平台实现了规划和调度数据统一管理、设备模型参数变化可追溯、滚动规划方案管理等功能。通过“云”存储和共享,全省电网规划人员均可在线对大电网模型进行调整和完善。

  江苏电网仿真计算数据管理平台只是江苏电网“十四五”规划应用的新技术之一。自2019年国网江苏经研院成立电网规划综合决策实验室以来,该院建设了一批大型规划、分析及仿真软件,为“十四五”规划打下了坚实基础。

  7月13日,国网江苏经研院开发的江苏新能源发展评估平台上线运行。据悉,该平台利用大数据方法评估江苏新能源发展及消纳情况,指导江苏电网规划与新能源协调配合,支撑江苏新能源发展。

  方法创新强规划

  电网精准规划的基础是负荷预测。只有准确计算出未来5年各地区用电量及最高负荷,才能为电网建设规模提出需求条件,保证电网能够满足地区电力供应且不浪费投资。

  “规划期间,我们走访了600家企业,发放了3000张调查问卷,深度挖掘重点行业、重点区域电力需求情况。同时,我们将江苏产业结构与发达国家对比,并充分考虑省内产业转移和产业升级进度,利用大数据分析方法对全省未来5年用电量进行准确预测。”国网江苏经研院能源研究室史静说。

  管理创新促规划

  “今年的规划工作虽然受到疫情影响,但通过远程在线工作方式确保了工作质量和进度。每天睁眼一步到岗,效率也提高了不少,工作更加饱满。”该院规划中心专职彭竹弈说。自疫情发生以来,由她牵头组织“十四五”电力保障方案远程视频研讨会议已有将近20次。

  据悉,“十四五”规划工作相比年度的滚动规划任务重、要求高、时间紧。国网江苏经研院发挥党员的先锋模范作用,成立电网“十四五”规划党员突击队,充分运用柔性团队机制,实现专业人员的“分时复用”,最大化挖掘院内人力、智力资源。

  随着疫情被控制,江苏企业逐步复工复产,对接网供电的需求越来越急迫。“为了保障新报装大用户的及时供电,不耽误复工进程,今天采用视频会议对连云港斯尔邦石化、兴鑫钢铁等3个用户的接入系统方案进行内部评审。”3月5日,该院规划中心专职王荃荃通过远程方式召开多方评审会议,明确用户接入电网方案,不因疫情影响客户接网用电时间。

  据悉,疫情期间国网江苏经研院向全省13个110千伏及以上大用户提供接入系统评审咨询服务,评审周期较平时缩短了30%。

 

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来源:中国电力新闻网

 

标签:江苏电网,十四五,壮美蓝图

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