青海清洁能源从“风生水起”走向“风光无限”

青海清洁能源资源丰富。水力资源是西北最富集的资源,理论蕴藏量2187万千瓦;太阳能可开发量超过30亿千瓦,相当于134个三峡电站;风能可开发量超过7500万千瓦,且有近10万平方公里荒漠戈壁可供装机,综合开发条件居全国首位。

随着新能源的迅速发展和并网比例的不断提高,国网青海电力持续开展相关技术创新,提升电网高比例接入新能源时的安全稳定运行水平。国网青海省电力公司在青海电网开展了连续7天168小时、连续9天216小时、连续15天360小时的全清洁能源供电实践,三次刷新了电网全清洁能源运行的世界纪录。2019年,在全面助力青海清洁能源示范省建设中,更是投资3000余万元集中突破核心、短板技术。期间,由国网青海电力牵头的“全清洁能源供电(青海绿电实践)关键技术及应用”获得2019年度青海省科学技术进步一等奖。

优化调控最大化消纳新能源

“十三五”以来,青海大规模风光发电机组并网对传统电力调度控制系统带来的挑战日益凸显。“要提高电网新能源消纳能力,核心就是采用更智能的决策方法和调控技术,减少新能源发电的不确定性因素,达到发电企业和电网企业利益最优,实现清洁能源最大化消纳。”国网青海电力调控中心水电新能源处处长李延和说。

2014年,国网青海电力成立青海省光伏发电并网技术重点实验室,主攻并网技术瓶颈。期间,科研团队反复论证,强化与电力调度控制中心纵向协同,对青海百余座新能源电站开展并网测试和数据调研,查阅近500万字的国内外文献资料,为确保大规模新能源安全可靠消纳奠定了理论和实证基础。

2016年,项目团队首次将博弈理论应用到电力工程领域,将“人-人合作竞争格局”转化为“人-自然合作竞争格局”,将清洁能源消纳难题转化为传统数学规划求解,通过Nash均衡原理保证了发电企业、电网企业等参与方效益最优,为智能调控提供了决策参考的理论依据,并创立基于工程博弈论的电力系统优化决策方法体系。

青海清洁能源发展必须走集中式大规模开发之路,在满足本省高质量用电的同时,实施大规模外送。世界首条专门输送清洁能源的青海—河南±800千伏特高压直流输电线路工程的通电运行,有力推动青海两个千万千瓦级新能源基地集约化开发建设和大规模外送,提高西北地区可再生能源整体外送消纳水平。

清洁能源实践为全世界贡献“青海智慧”

针对青海偏远地区电热供应短缺问题,国网青海省电力公司开展了“偏远地区新一代能源供给系统示范研究”等专题研究。项目研究结合热电联供发展趋势,综合利用新能源分布式发电、储能、产热、储热的先进技术,开展偏远地区热电联供系统设计、规划、建设方面的技术攻关,有效地集成供电-供热-储能-储热等分散子系统,解决新能源电热供给系统的系统规划、系统运行及能量综合利用等现有的关键难题,保障了偏远地区能源供给系统在极端天气下的高品质供电、供热,为实质性解决青海偏远地区用户的生活需求提供技术支撑。

与此同时,青海农牧区分布广泛,负荷分散,供电半径长,为了解决高海拔负荷稀疏地区电能质量这一问题,国网青海省电力公司开展了“10千伏配网供电半径延伸和电能质量提升新技术”科研攻关。

“在确保用户用电质量的情况下,有效地将供电半径延长至现有供电半径的1至2倍,为负荷稀疏地区的电网建设节约了大量投资。研究成果最大限度地开发输电线路的极限输电能力,延长单个变电站供电半径至200公里以上,为高海拔农牧区电网建设和改造升级提供了新的思路和方法。目前,相关成果已经被推荐与国外开展技术交流。”国网果洛供电公司副总经理马丽山介绍。

一批批技术含量与经济效益双高的新能源项目在我省落地,青海的清洁能源实践不仅推动青海省经济社会发展,而且向全国乃至世界的能源转型提供了“青海方案”,贡献了“青海智慧”。

技术支撑青海屡创世界纪录

“全清洁能源供电(青海绿电实践)关键技术及应用”项目成果在青海电网调控中心及数百个电站全面推广应用,青海电网连续三年开展了绿电7日、9日、15日的全清洁能源供电实践,实现了绿电期间100%清洁能源供电,电网保持安全稳定运行,且风光电量占比达到34.7%,不断刷新了电网全清洁能源运行的世界纪录。

成果的应用保障了青海电网在风光装机占比远大于全国平均水平的情况下,光伏发电利用小时数较全国平均水平高31%,有力支撑了青海省光伏发展的领先地位。此外,成果的应用为青海打造国内最大的太阳能产业集群奠定基础,支撑了青海地区光伏产业的良好健康快速发展,保障了光伏资源的有效利用,项目实施提升青海新能源发电产业利用效率4%,近三年增加风光消纳15.92亿千瓦时,直接、间接效益和节能减排效益显著。

经过多年创新研究,目前,项目获授权发明专利14项,发表学术论文28篇,出版专著2部,发布国家标准1项、行业标准1项。

责编:董志勇