【深入学习贯彻党的二十届三中全会精神·中国式现代化·因地制宜发展新质生产力】

 光明日报记者 张翼

 风起大海之滨,日照戈壁大漠。从东部海滨的海风长廊到西部广袤的“沙戈荒”基地,一台台风力发电机成排矗立,巨大叶片迎风昼夜旋转;一个个太阳能光伏板矩阵,在阳光下熠熠生辉……大自然的能量被现代能量单位“千瓦、兆瓦、吉瓦”重新衡量。从“高碳粗放”向“智慧低碳”跃迁,新型电力系统建设提速。人工智能破解新能源发电预测难、稳定性差等问题,大数据、卫星、无人机、地面机器人“天空地”立体保障电力安全高效,能源结构“绿意”更浓,国家能源安全根基更稳。

武汉—南昌1000千伏特高压交流工程江西永修段。陈红英摄/光明图片

 捕风捉日 绿能跃增

 在宁夏中宁县,腾格里沙漠边缘一望无际的光伏板铺陈延展,组成蔚为壮观的大型“沙戈荒”光伏基地。这是我国首个“沙戈荒”大基地外送特高压直流工程——宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程的绿电来源。2025年,“宁电入湘”工程正式建成投运后,每年可向1600公里外的湖南省输送超360亿度电,其中50%是新能源电量。

 昔日的“沙戈荒”地区自然条件恶劣,生态脆弱,被视为荒芜之地。随着科技的进步和对新能源的深入探索,这些看似贫瘠的土地被发现蕴藏着巨大的能源潜力。丰富的太阳能和风能资源,成为新能源开发的宝藏,一个个超级新能源大基地正在火热建设。

 旋转的大风车、成片的光伏板、密集的输电线星罗棋布,勾勒出一幅绿能跃动的生动画面。

 我国在内蒙古、青海、甘肃、宁夏、新疆等18个省(区)及新疆生产建设兵团,统筹安排了第一批“沙戈荒”大型风电光伏基地项目50个、装机9736万千瓦。截至2024年年底,第一批基地建成9199万千瓦,投产9079万千瓦。

 国家能源局新能源和可再生能源司副司长潘慧敏表示,以“沙戈荒”为重点的大型风电光伏基地是新能源发展的主战场、主阵地,是新能源装机增长的基本盘。中央经济工作会议对加快“沙戈荒”新能源基地建设进行了专门部署。下一步国家能源局将用好第一批基地建设成果经验,继续抓好第二、三批大型风电光伏基地建设,为保障电力安全供应、促进清洁低碳转型作出更大贡献。

 在宁夏西吉县境内的宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程建设现场,施工人员正在紧固螺栓。资料图片

 据统计,截至2024年年底,国家电网新能源累计并网装机达11.4亿千瓦,占全世界的30%以上,新能源利用率连续多年保持在95%以上。国家电网公司积极构建新型电力系统、服务“双碳”目标,全力推动“沙戈荒”大型风电光伏基地新能源并网,加快电网工程建设步伐,累计建成38项特高压工程,跨省跨区输电能力超过3.4亿千瓦。

 中国电力企业联合会预测,2025年年底我国煤电装机占比将降至33%,其中风电和太阳能发电合计装机规模将首次超过火电,标志着能源结构转型进入新阶段。这一转型得益于政策推动与技术迭代的双重驱动。

 新能源发电逐渐成为电量供应主体,煤电将向兜底保供、灵活调节电源转变,煤电与新能源进行深度融合,“风光水火储氢”一体化发展局面逐渐清晰,大型清洁能源基地与分布式新能源电力共存的并行推进策略逐步形成。

 驯化绿电 汇集远输

 风光电能源源不断、清洁绿色环保,但也任性不受约束:“撒起欢儿来”电能满格停不下来,阴天无风时则动能缺失。清洁能源功率的剧烈波动、随机性和间歇性挑战着电网的安全稳定运行。

 如何将“任性而为、桀骜不驯”的清洁能源大规模驯化为持续稳定的电能供给?科技创新是一把“金钥匙”。

工作人员在张北柔直工程中都换流站开展年度检修作业。李峥摄/光明图片

 在河北坝上草原,上百米高的白色大风机成群结队矗立,一旁是一排排追光发电的光伏板。世界上第一个集“风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电”于一体的国家风光储输示范工程就坐落在这里。该工程通过风、光、储多组态联合运行模式,将张北新能源基地、承德丰宁储能基地等与北京负荷中心相连,连接起坝上上百家风电场、数千家光伏电站。该工程不仅能汇集输出平稳可控的绿色电能,还破解了大规模新能源集中并网、集成应用的世界性技术难题,达到国际领先水平。依靠自主创新,该工程突破了运行可靠性低等三大世界级技术难题,创造了12项“世界第一”。

 日前,伴随着隆隆的机器轰鸣声,粤港澳大湾区首个变速抽水蓄能工程正式开工。今年,在粤港澳大湾区和北部湾经济区,9个总投资近700亿元的千万千瓦级抽蓄电站群将陆续投产,装机总规模达到1080万千瓦。全部建成后每年最多可消纳清洁能源244亿千瓦时,相当于1100万居民用户一年的用电需求,促进南方区域3亿千瓦新能源稳定接入电网。

 在“双碳”进程中,抽水蓄能技术被赋予了新的重任。它的原理非常简单,在山上、山下建设两个水库,用电低谷时,用富余的新能源电力将山下的水抽到上游水库储存起来,在用电高峰时放水发电,使电能在时间、空间上得以重新调节分配。抽水蓄能电站灵活可靠、启停快,被视为新能源发电的“稳定器”和“调节器”。

 同时,抽水蓄能之外的新型储能也正迎来大发展。有业内人士对此用“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”来形容。日前,工业和信息化部等八部门正式印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》,标志着我国新型储能制造业进入了一个新的发展阶段。截至2024年年底,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达7376万千瓦/1.68亿千瓦时,约为“十三五”末的20倍,较2023年年底增长超过130%。

 中国科学院科技战略咨询研究院副院长陈文开表示,新型储能发展前景广阔,储能技术迭代进步将有效促进能源生产消费开放共享,实现多能协同,为社会全面绿色转型和可持续发展作出更大贡献。

 2024年,国家发展改革委、国家能源局、国家数据局印发《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》,聚焦新型电力系统建设亟待突破的关键领域,选取典型性、代表性的方向开展探索,重点部署开展九项专项行动,推动新型电力系统建设取得实效。

 智能调度 稳供保需

 “储能+新能源”的良性互动为新能源消纳提供了有力保障,但如何进一步提升新能源利用效率,仍是电网和用户共同面临的挑战。在此背景下,虚拟电厂应运而生。

 1月14日,我国首个百万千瓦级居民虚拟电厂在江苏启动建设,依托江苏新型电力负荷管理系统,借助大数据、物联网和人工智能等技术,居民家中空调、热水器等分散的家用电器被聚合在虚拟能量池中。当预测到用电可能紧张时,电力部门利用软件给居民手机上发送邀约,鼓励居民主动调节大功率智能家电的温度,减少用电,从中获得电费奖励。此举将提升新能源发电的使用效率。据电力部门测算,空调每变化1℃,能够调节负荷约0.06千瓦。聚沙成塔,江苏近4300万居民空调都调节1℃,就可以让出近260万千瓦电能。

 居民虚拟电厂只是通俗可感的一种形式。作为未来电力系统的重要组成部分,虚拟电厂是一种基于数字化技术和智慧能源管理系统的创新能源模式‌,大量应用在企业层面。它通过智能化技术和软件平台,将分散的能源资源(如太阳能光伏、风力发电、生物质能、地热能、储能系统等)整合起来,形成一个虚拟的集中能源系统。通过实时监测、数据分析和智能控制,虚拟电厂能够实现能源的高效利用和供需平衡。

 新型电力系统发展进程中,电动汽车、虚拟电厂等新业态新模式不断涌现,电力用户不再仅仅是“负荷”,而是成了“电源”、成了能够主动参与电力供需平衡的“需求侧资源”。

 中国工程院院士刘吉臻凝练出新型电力系统的基本特征:多源互补、源网协同、供需互动、灵活智能。

 随着大模型技术引发人工智能算力需求爆发式增长以及能源革命的不断深化,对能源管理、智能电网、智能调度、电力交易等方面提出了更稳定、更强大以及更智能化的需求。“智算+新能源”融合发展成为构建新型电力系统的必然要求。

 2024年12月30日19时45分,湖南长沙供电公司供电服务指挥中心调度员陈明收到了智能助手“光明”的提示:“监测到10千伏荷塘变电站金星一回线路负荷快速增长,预计15分钟后出现过载,为保障供电可靠性和设备安全,已为您推荐负荷转供方案,请确认。”收到提示后,陈明迅速根据“光明”推荐的方案执行调度操作,仅用时约1分钟,便成功消除了该线路的重过载风险。

 “光明”是长沙供电公司自主开发的可解释人工智能应用,于2024年12月19日正式亮相,并随即在长沙供电公司“上岗”。自2024年迎峰度冬以来,长沙供电公司依据“光明”生成的方案,提前对14条线路的运行方式进行了调整,完成了91户双电源客户的电源倒换,有效保障了电力供应的稳定。

 国家电网大力开展人工智能技术在电力领域的应用探索,已建成覆盖公司总部和27家省级公司的统一开放人工智能技术创新平台,推动电力与算力协同赋能。

 全力布局人工智能战略性新兴产业发展,成为电力企业积极应对能源转型挑战、破解新型电力系统源网荷储协同难题的关键举措。

 《光明日报》(2025年02月28日 05版)