新能源是我国实现“双碳”、构建新型能源体系的重要路径,截至2024年底,我国新能源装机首次超过火电装机规模。新能源快速发展的同时,其“靠天吃饭”、供应不稳定等短板也日益凸显,不仅导致新能源消纳压力加大,也对电网安全平稳运行带来影响。

  因此,实现新能源稳定持续供应,推动新能源可持续发展,成为破解新能源发展瓶颈的关键所在。去年底,宁夏永宁县闽宁镇“纯绿电小镇”储能电站、协同控制系统等重点工程按期完工,具备了24小时纯绿电供应能力,由新型储能替代煤电等发挥调节作用,推动新能源“发、储、传、用”协调发展,为破解当前新能源发展面临的难题提供借鉴,并成为闽宁镇乡村振兴的“催化剂”,引发“链式反应”。

  新型电力系统实现24小时纯绿电供应

  发展新能源,宁夏具有得天独厚的条件。15年来,宁夏新能源装机规模从2010年的85万千瓦增加到2024年底的超过4100万千瓦。在此背景下,宁夏闽宁镇“纯绿电小镇”通过一系列技术创新,实现24小时纯绿电供应,有效弥补了新能源供应不稳定的“先天不足”。预计年新增绿电消纳2.15亿度,年节约标煤超2.64万吨,减少二氧化碳排放7.32万吨。

  “我们专门研发了源网荷储控制系统,系统通过在调度中心、枢纽变电站、新能源场站及储能电站部署智能测控设备,构建了能量管理系统主站+子站的双层控制架构,实现源网荷储协同控制与全景监测,实现新能源、负荷精准预测,储能充放电智能调控,构建有源配电网智能调度模式。”国网银川供电公司党委书记徐勇说,“有了这一系统,白天光伏大发时段,新型储能存储多余电量,晚上风电、储能互相配合,实现24小时绿电供应。”

  受外部环境影响,新能源供电波动性大。新型储能作为源网荷储的“储”,通过“削峰填谷”稳定新能源供应,是新型电力系统以及闽宁“纯绿电小镇”的重要一环。它既能“存有余补不足”提升新能源经济效益,又可以“自构区域电网”,具备并/离网无缝切换与离网运行能力,在闽宁镇镇域电网和上级电网的联络线因故障断开等情况下可实现离网运行,最大程度降低脱网对新能源消纳的不利影响,保障可靠供电及区域能源安全。

  大唐永宁县新能源科技有限公司总经理李洪涛说,闽宁镇建设的2座100兆瓦时/200兆瓦时新型储能电站相当于超大型“充电宝”,一次可以存储电量40万度,按照85%的放电效率,充满后可以供应34万度电,来补充夜间无光及风电出力不够的裕度。

  虚拟电厂也是新型电力系统的重要组成部分。虚拟电厂并非传统意义上的实体电厂,而是利用数字化、智能化等先进技术,将需求侧一定区域内的可调节负荷、分布式电源、储能等资源进行聚合、协调、优化,构成具备响应电网运行调节能力的系统。

  宁夏虚拟电厂可调节能力居全国前列,部分用电企业作为虚拟电厂,根据新能源发电波动,及时调整用电负荷,既提高了新能源利用率,企业也能获得补偿,实现双赢。截至去年底,宁夏虚拟电厂运营管理平台接入10家虚拟电厂,聚合电动汽车充电站、楼宇空调、铁合金企业等20类可调节负荷,聚合容量379万余千瓦,虚拟电厂运营商累计获利约100万元。“纯绿电小镇”投运后,宁夏虚拟电厂的成功经验,还将为闽宁镇绿电供需平衡、吸引相关企业落户保驾护航。

  有效破解新能源发展难题

  当前,我国新能源发展面临消纳压力大、新型储能发展积极性偏低等痛点,“纯绿电小镇”探路新能源系统发展,为破解这些困难提供了借鉴。

  缓解新能源消纳难题。2023年,我国可再生能源发电新增装机超过全球一半,累计装机规模占全球比重接近40%,新能源的快速发展对其消纳造成较大压力。以宁夏为例,截至2024年底,宁夏新能源装机突破4100万千瓦,其中光伏占比超过60%,因光伏发展快、发电波动大,宁夏新能源消纳压力日益增大。

  国网银川供电公司发展策划部专责贺兴安表示,“纯绿电小镇”基于新能源占比100%情形,探索制定储源网荷储协同运行策略,既可以提升镇区绿电消纳比例,又能进一步提高新能源利用率,通过工程实践推动解决高渗透率新能源供需平衡问题,形成可复制、可推广的新型电力系统建设的新经验。

  调动新型储能发展积极性。新型储能是促进新能源消纳及稳定供电的重要一环。当前,由于政策不稳、成本下降较快等因素,我国新型储能“谁先进入谁亏损越多”,一定程度挫伤了产业发展积极性。

  宁夏明益绿能综合能源服务有限公司总经理曾兵阶表示,我国新能源快速发展,仅靠煤电参与调峰是不够的,这使得新型储能发展前景广阔。“纯绿电小镇”及新型电力系统建设进一步增加了新型储能应用场景,助推产业发展。当前,构网型储能作为新事物成本偏高,但它代表着产业的发展趋势,今后随着其大规模应用,成本会不断降低,并不断提升我国新型储能的技术优势。

  破解绿电的物理溯源难题。当前,我国绿电和煤电“混合”上网,绿电难以实现物理溯源,导致我国绿证的认可度受到影响。而“纯绿电小镇”通过全天绿电供应,实现绿电物理溯源,有效破解相关难题,或将提升我国绿电及绿证的“含金量”。

  受访专家表示,“纯绿电小镇”运行后,闽宁镇内企业使用的绿电均可溯源,有助于提升相关企业效益。

  乡村振兴的“催化剂”

  20多年来,在闽宁协作帮扶下,闽宁镇从“干沙滩”变为“金沙滩”。近年来,新能源进一步让闽宁镇的干沙滩披绿生金,而“纯绿电小镇”带来的纯绿电优势,则接续成为闽宁镇乡村振兴的“催化剂”。

  “‘纯绿电小镇’加快闽宁镇清洁低碳转型发展和绿色生产生活方式转变,以绿色能源赋能闽宁产业园智能制造、农特产品精深加工及设施农业等产业的高质量发展,为闽宁镇加快建设乡村全面振兴样板注入新动能。”闽宁镇党委书记石佳说。

  在家门口就能赚到钱,是闽宁镇移民群众最质朴的愿望。“纯绿电小镇”采用“村集体+企业+农户”的模式,闽宁镇原隆村建成大规模光伏设施农业,并为全村1600多户移民建设了屋顶光伏,村集体每年获得收益200多万元,每户移民每年还可获得屋顶租赁费。

  此外,工商业一直是闽宁镇及脱贫地区发展短板所在,“纯绿电小镇”则利好高耗能等绿电需求较高的产业,为闽宁镇工商业发展带来新机遇和新优势。

  闽宁镇辖区内的宁夏瀛海天琛建材有限公司主要生产水泥、水泥熟料等,公司2024年前11个月用电量3600多万度,累计电费1900多万元。“纯绿电小镇”投运后,按照宁夏最新政策,若用户采用双边交易机制全部购买使用绿电,理想状态下用电成本最高可下降12%。公司负责人说,绿电引发了整个行业变革,它不仅降低了企业的用电成本,还从根本上解决了行业耗电量大带来的碳排放多的难题。

  闽宁镇“风光”资源丰富,为当地承载更多对绿电需求较高的企业提供了条件。宁夏银川市发展改革委主任侯自强表示,当前,闽宁镇新能源装机20万千瓦左右,年发电量为3亿度左右,高于当地年1.5亿度左右的用电量。并且当地新能源资源充裕,未来可扩展至100万千瓦左右,将闽宁镇“风光”资源转化为推动乡村振兴的不竭动能。(记者 许晋豫)