光伏发电装机历史性超过煤电,煤电发电量占比首次低于50%,可再生能源发电量占比首破四成……年初以来,一连串数字标注我国能源绿色低碳转型步伐。新能源占比持续攀升,新型电网将在保供应、促转型中发挥更大作用。
9月1日,国家能源局最新数据显示,截至7月底,我国光伏发电装机达到12.86亿千瓦,首次超越煤电装机,成为我国装机规模最大的电源品类。今年上半年,我国电力系统迎来结构性转变。数据显示,我国煤电发电量占比首次低于50%,至49.7%;可再生能源发电量占比首次突破四成,达41.2%。一降一升,标志着新能源正从“补充能源”走向“电量主体”。
新能源发电装机规模高速增长,电力系统面临保供、消纳、经济等方面挑战。电网是连接电力生产和消费的枢纽平台,锚定新型电力系统建设目标,国家电网有限公司加快构建安全可靠、绿色低碳、坚强韧性、智能灵活的新型电网,推动绿电发得出、并得上、用得好。
新架构:主配微网协同提升新能源消纳能力
从能源结构看,建设新型电网是适应能源结构转型的必然要求。
来看一组对比。“十四五”时期,三个历史性突破展现能源转型新成效。在国家电网公司经营区,新能源历史性成为第一大电源,风光新能源发电装机新增10.2亿千瓦,相当于北美和欧洲新能源发电装机规模之和;新能源电量历史性成为新增电量主体,占新增总发电量的57%;新能源历史性全面入市,2025年市场化交易电量首超1万亿千瓦时,占新能源总发电量的58%。
用电需求也在持续攀升。“十五五”时期,我国年均新增用电需求6000亿千瓦时左右,电力需求仍将保持中高速增长。而新增用电需求绝大部分将由清洁能源满足。
如何将装机转化为稳定可靠的供电能力?近期发布的《新型电力系统建设“十五五”规划》给出路线图:到2030年,初步建成安全可靠、绿色低碳、坚强韧性、智能灵活的新型电网,资源配置平台作用和服务功能充分发挥,实现28亿千瓦以上新能源高水平消纳。新能源仍将保持较快增长态势,新型电网将有效提升接网、调节、消纳能力。
从能源分布看,加快打造主配微协同的新型电网可进一步增强保供能力。
我国能源资源与负荷中心逆向分布的基本格局长期存在。将“十五五”规划纲要部署的清洁能源基地标注在地图上可以看到,陆上清洁能源基地多布局在“三北”及西南地区,要满足中东部用电需求,远距离大容量输电通道是物理基础。
8月16日,“西电东送”重点工程陇电入浙工程甘4标段贯通。该工程投运后每年可向浙江输送电量超过360亿千瓦时,其中新能源电量占比超50%。在北疆内蒙古,“6交6直”12项特高压工程建设加快推进,将新能源场站串联成片,把大漠“风光”送往中东部负荷中心。东部沿海,福建已布局闽南、闽东北“海电登陆”汇集送出通道,服务“十五五”时期新增1000万千瓦以上的海上风电开发。
目前,国家电网公司经营区已建成投运“22交21直”特高压工程,形成“西电东送、北电南供”大动脉,跨区跨省输电容量超3.8亿千瓦,不断织密的电力“高速公路网”实现电力资源优化配置。
“主动脉”畅通,配网“毛细血管”延伸。在城市和乡村,一场能源革命正在发生——屋顶上,越来越多分布式光伏板安装在更多可利用的空间中。截至7月底,全国分布式光伏发电累计装机容量达5.82亿千瓦,约占光伏发电总装机的45.3%。
如何让分布式光伏“听令而行”?江苏的实践很典型。截至8月18日,江苏光伏发电累计装机容量达10008万千瓦,成为我国首个光伏发电装机规模破亿的省份。国网江苏电力完善配网建设标准和典型汇聚模式,推进10千伏配网联络化建设,打通分布式光伏汇集外送通道,同时推进配网及分布式新能源可观可测可调可控能力建设,满足2030年接入1亿千瓦以上分布式光伏发电的需求。
微电网具有自平衡、自安全、小微化、绿色化、数智化、共享化等特征,是新型电网的重要组成部分。在辽宁大连,配备智能微电网充电系统的“光储充一体化”智能充电站可实现光伏发电、储能、电网智能协同调度;在山东淄博市淄川区太河镇,构网型村镇末端保供微电网项目实现商业化运作,将该镇供电可靠率提升至99.98%,使光伏电量就地消纳能力提升48%……各地电网企业积极服务微电网项目并网运行,促进微电网与大电网兼容并存、与配电网高效协同。
新技术:突破关键技术提升电网承载能力
新型电网,新在技术应用。中国电力企业联合会规划发展部主任张琳在接受媒体采访时表示,为提升新能源电力可靠替代能力,要加大构网技术、高精度功率预测、一体化调度等先进技术装备研发和应用。
新能源占比不断走高,意味着更大的调峰压力和更复杂的运行逻辑。统筹发展和安全,2025年起,公司实施新型调度体系建设三年行动计划,着力增强驾驭新型电力系统的综合能力。作为高比例新能源电网安全运行的“智慧大脑”,调度系统向“安全主动防御、运行主配协同、资源市场配置、技术数智赋能、管理精益高效”演进。
西葡大停电事故专家组最终报告显示,新能源发电装机占比高、系统稳定支撑能力弱、分布式电源控制模式僵化且涉网参数不合理等是造成事故的主要原因。在我国新能源发电装机占比最高的区域电网西北电网,新能源发电预测与调度技术持续探索突破。
2025年西北电网新能源发电出力最大占比达70%,其中青海、宁夏、甘肃电网超过80%,均高于西葡大停电事故前的水平。今年夏天,西北电网新能源、光伏最大发电电力均创新高。依靠97%的新能源电量预测准确率,调度部门动态调整火电启停、储能充放,把波动的风光发电纳入可控运行区间。
调节资源的规模化应用正在拓展系统弹性。浙江近年来投运宁海、缙云、天台等大型抽水蓄能电站,抽水蓄能装机规模全国第一,全省今年1至7月新能源消纳率超过99.3%。在河北张家口,沽源300兆瓦/600兆瓦时独立储能电站近日全容量并网,如同一座“充电宝”平抑坝上风光发电波动。
新能源发展消纳是一项系统工程,涉及源网荷储各环节,源侧在扩容,网侧在升级,负荷侧资源也被纳入调节体系。随着人工智能、大数据等新兴产业快速发展,新型负荷成为电力需求增长的重要来源。这些负荷与新能源发电出力存在时序匹配差异。算电协同成为破解难题的方法之一。
7月14日用电高峰时段,国家超级计算无锡中心面临电价攀升压力,此时青海正值光伏发电高峰。国网青海电力依托算电协同调度平台,将无锡非实时算力任务通过网络远程分配至青海大学超算中心执行,同时将本地可延后执行的算力调整至午间集中运行。跨地域迁移与本地错峰协同开展,既调动算力又增加了绿电消纳。
“算力中心能支撑电网削峰填谷、消纳新能源电量,同时降低算力运营成本,形成东西部互利共赢的调度闭环。”国网青海电力数字化部技术处处长周冀表示。未来,随着算力需求的指数级增长,这种灵活负荷与新能源发电出力的时序匹配,将成为电网调度的重要调控手段和经济增长的新动能。
一系列新技术落地,提升电网承载能力。国网湖南电力在500千伏云田、紫霞、水城变电站建设4套构网型动态无功补偿装置,强化电压抗扰动能力,提升电网对新能源的接纳水平;湖北钟祥落地百兆瓦级构网型储能电站,能够快速响应扰动,平抑风光发电波动,助力保障高比例新能源安全接入。
新服务:发挥市场作用服务新能源高效利用
新型电网平台本质上是适配电力需求刚性增长、新能源供给比重逐步提升、全国统一电力市场稳步构建、电力新业态多元发展等多重目标协同的现代化电网新形态。依托新型电网广域互联优势,市场机制充分发挥“指挥棒”作用,让绿电高效利用。
8月20日,新疆电力交易中心交易大屏上,省间自然日交易曲线实时跳动,一条条跨区送电计划动态调整。当日10时,新疆向安徽送出82万千瓦绿色电力,支撑早高峰用电。19时,安徽进入晚间用电高峰,本地光伏快速回落,而新疆光伏大发。依托省间市场交易,新疆增送152万千瓦绿色电力,完成跨时区、跨区域新能源转场。
“随着新能源逐步成为新增装机和新增发电量主体,传统依靠计划配置资源的发展模式已难以适应大规模、高比例新能源发展需要,迫切需要充分发挥市场发现价格、引导投资、促进消纳的作用。”北京电力交易中心副总经理李竹表示。
目前,我国电力中长期和现货市场基本实现全覆盖,基本建成了适应高比例新能源接入的全品种全周期市场体系。多年期绿电交易、小时级绿电溯源、分布式聚合交易等创新机制不断完善,绿电消费市场持续扩大。
6月15日,我国省间中长期市场正式迈入自然日连续开市新阶段,实现全年无休常态化交易,适配新能源发电间歇性、全天候发电特点。华北区域落地成效显著,上半年,2550家京津冀用户参与区内省间绿电交易,交易电量209亿千瓦时,超过2025年全年交易规模,满足京津冀用户绿电消费需求。
江西电力市场创新小时级绿电交易模式,让新能源发电出力特性与用户负荷需求曲线匹配更精准。“小时级绿电交易让光伏发电、风电的分时绿色环境价值显性化。”江西电力交易中心专责胡治中介绍,“新能源发电企业可以根据出力特性灵活参与市场,购电企业获得小时级绿电消费凭证,基本满足出口企业应对欧盟碳边境调节机制的合规需求。”
与此同时,市场持续向各类新型经营主体开放。电网做好聚合并网、信息交互配套服务,各类新型主体逐步参与中长期、现货、辅助服务及需求响应等市场。在安徽亳州,益源虚拟电厂聚合当地2000多户市场主体的分布式光伏资源,通过输电权交易把分散屋顶上产生的绿电送往广东,实现分散绿电资源跨区消纳。
“十五五”时期,全国统一电力市场体系将基本建成。从西部荒漠的风光发电基地到东部沿海的海上风机,从特高压“大动脉”到虚拟电厂,市场机制打通绿电生产、输送、消纳的全链条,拓展绿电消纳路径,以充足可靠的绿色电力供给助推经济社会发展全面绿色转型。