為探索新型電力系統建設經驗，當好能源清潔低碳轉型的推動者、引領者、先行者，去年，國家電網發布《構建新型電力系統行動方案》，推進新型電力系統示范區建設。一年來，各地電網企業紛紛結合區域特色探路新型電力系統構建。從本期開始，本版將推出“近觀新型電力系統”專欄，從微觀視角剖析各地新型電力系統建設的新模式、新樣板。
福建，位于我國東南沿海，連接長三角、珠三角、中部地區和寶島臺灣，特殊的地理位置注定福建電網“活力四射”。隨著近幾年核電、風電大項目頻頻上馬，福建非煤發電裝機容量不斷提升，截至2021年底，福建非煤發電裝機容量比重超過55%。
記者從國網福建省電力有限公司（簡稱“福建電力”）獲悉，去年新增風電并網容量230萬千瓦、光伏發電并網容量70萬千瓦，分別同比增長109%、133%；福建電網風電、光伏發電量分別達到151億千瓦時、23億千瓦時，福建全省新能源場站發電量全部實現并網消納。在新型電力系統省級示范區建設中，福建電力立足福建資源稟賦和電源結構特點，提出圍繞推動清潔能源優化配置、配-微電網融合發展、系統靈活調節能力建設、市場機制體制建設等四條主線，建設“剛柔并濟”的堅強智能電網。
正推進北電南送特高壓
目前，福建電源與用電需求呈逆向分布，隨著南部負荷增長和北部規劃電源投產，北電南送規模將進一步加大。為此，福建電力近日開工了福州至廈門雙回輸電線路238公里的1000千伏特高壓輸電工程，將解決福建中西部現有網架薄弱問題，將華東特高壓主網架延伸至福建南部負荷中心地區。
談及如何做到接納高比例新能源并網，福建電力源網荷儲研究團隊成員曾振松對記者表示，福建電力提出加快建設堅強智能電網，打造東南能源大樞紐，持續補強福建省內“四縱三橫”主干電網，促進大電網與分布式電源、微電網融合發展，提升清潔能源大范圍優化配置能力，支撐大規模清潔能源并網送出。
“福建電力正通過向南建設閩粵電力聯網，推進福建北電南送特高壓輸變電工程建設，促進電力資源在更大范圍優化配置。”曾振松介紹，同時，還推進清潔能源外送配套電網工程建設，確保500千伏漳州核電送出、220千伏寧德中核霞浦核電送出、漳州六鰲遠海風電場送出等重點工程按期開工。“我們建成投產了周寧抽水蓄能電站500千伏送出、福州長江澳海上風電220千伏送出等9項工程，確保清潔能源發電100%接入。”
全力推進配-微網融合發展
要實現福建省清潔能源大范圍優化配置、解決分布式新能源快速發展帶來的消納難等問題，除了打造堅強主網外，還需促進配-微電網融合發展，最終形成新能源、交直流混聯大電網與配-微電網融合發展的電網“新形態”。
“為此，我們充分考慮省內各地區、各領域實際情況，統籌九個地市資源稟賦及發展特色，先行先試打造了一批配-微電網融合發展綜合示范項目。”曾振松表示，例如泉州供電公司選取三個高比例分布式光伏發電接入區域，開展饋線型微電網示范建設、臺區型微電網示范建設，探索增量分布式電源、儲能裝置就近接入解決方案，為交、直流負荷就地提供“即插即用”供電模式。“此外，我們提出饋線型微電網建設理念，建設以智能融合終端為核心的臺區型微電網。”
“我們正在制定湄洲島生態低碳島建設規劃、霞浦西洋島等海島微電網技術方案。”國網福建電科院低壓物聯技術專責陳偉銘接受記者采訪時表示，目前正在牽頭編制基于柔直技術的低壓臺區互聯試點技術方案，支撐寧德九仙村“光儲充”、廈門軍營村“光儲”等多能互補臺區示范，力爭形成可復制可推廣模式。
國網福建電科院直流控制及新能源保護技術專責李智誠對記者坦言，福建常受臺風侵襲，臺風及其帶來的強降雨往往在短時間內就會對電網造成嚴重破壞。其在構建新型電力系統過程中，需要充分考量天時與地域資源特點。“為了福建電網‘耳聰目明’，我們正在攻關大規模新能源配置、儲能及柔性配電網和電網數字化轉型等3個研究方向，引領重大科技攻關，支撐福建新型電力系統理論構建、保障技術研究及成果落地。”
后續構建面臨不少挑戰
據記者了解，福建電力對新型電力系統發展路徑進行了一系列的推演，結果表明，迎來機遇的同時，也面臨著挑戰。
首先，電力穩定供應難度加大。風電、光伏存在“極熱無風”“晚峰無光”的特性，致使新能源的頂峰能力嚴重不足，出力受天氣影響較大。其次，電網安全運行壓力激增。新能源大量替代常規機組，系統頻率調節能力顯著下降。新能源出力波動性強，風電逆調峰特性加大系統調頻壓力。
“再次，分布式光伏規模化發展難以就地全額消納，高比例新能源并網，電網承擔兜底供電，設備效率將顯著下降。局部戶均光伏裝機大大高于戶均配變容量，局部電網倒送加劇，電網設備‘降效率、難消納’兩級分化。”福建電力相關負責人直言，最后，能源體制機制有待完善。為保障高比例新能源并網消納，配套送出工程、儲能建設、電源靈活性改造等隱性投資增加，但缺乏相應的成本疏導機制；需求響應資源仍未被視作與發電企業對等的市場主體，難以被納入各類市場交易的主體范圍和交易規則；電力市場和碳市場建設相對獨立，缺乏政策協調和機制協同，電力能源結構調整目標尚未與碳市場配額分配等有效銜接。
針對諸多挑戰，記者了解到，福建電力將錨定清潔能源優化配置、系統靈活調節能力建設、配-微網融合發展以及市場機制建設四條發展主線，重點攻克大規模海上風電消納技術、系統供需保障與靈活調節技術、電-碳協同發展市場機制、源網荷儲協同互動等關鍵技術。
據悉，福建電力將聚焦海上風電、分布式光伏、數字化電網、沿海防腐蝕等領域，開展知識產權布局，“十四五”期間爭取培育5-10個高價值專利，“十五五”期間爭取培育10-20個高價值專利，計劃2030年率先基本建成、2045年全面建成新型電力系統省級示范區，主要評價指標全面達到國際領先。
