近些年，寧夏始終身陷一個困局。
自2012年成為全國首個新能源綜合示范區(qū)以來，風(fēng)電、光伏等新能源在寧夏迅速發(fā)展，但并網(wǎng)消納矛盾日漸突出。最嚴重時，寧夏被國家能源局列為風(fēng)電開發(fā)建設(shè)紅色預(yù)警區(qū)域，不得核準(zhǔn)建設(shè)新的風(fēng)電項目。
這張“紅牌”一出，科研人員加緊攻關(guān)步伐，以丁茂生為負責(zé)人的國網(wǎng)寧夏電力有限公司團隊，率先破局，完成了高效消納綜合技術(shù)創(chuàng)新與實踐項目(以下簡稱創(chuàng)新與實踐項目)。項目成果整體應(yīng)用于寧夏電網(wǎng)后，新能源利用率由不到90%躍升至97%以上。
2025年，新能源作為寧夏九大重點產(chǎn)業(yè)之一，裝機預(yù)計將突破4000萬千瓦，成為寧夏第一大電源，而產(chǎn)業(yè)背后，科技支撐顯得尤為重要。
解除消納之痛
“十二五”以來，寧夏光伏發(fā)電裝機快速增長。但有個現(xiàn)實不容忽視，那就是系統(tǒng)性的新能源消納技術(shù)尚不完善。
2012年底，寧夏的風(fēng)電、光伏裝機總量不足300萬千瓦，而兩年后，新能源裝機就超過691萬千瓦，首次出現(xiàn)“棄風(fēng)棄光”問題。到了2015年，全區(qū)新能源裝機規(guī)模更是達到1128萬千瓦，首次超過平均用電負荷，新能源利用率降至88.16%。
消納之難，在技術(shù)突破。國網(wǎng)寧夏電力有限公司多角度、多層次進行探索。以寧夏電力調(diào)度中心、寧夏電科院為主力的自治區(qū)科技創(chuàng)新團隊，聯(lián)合中國電力科學(xué)院、清華大學(xué)、南瑞集團等知名院校和科研院所啃起“硬骨頭”。
“整整8年時間，我們通過產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，最終形成了新能源高效消納綜合技術(shù)體系。”創(chuàng)新與實踐項目團隊骨干蒙金有感慨道。
在優(yōu)化調(diào)度層面，他們提出了高精度功率預(yù)測技術(shù)，將新能源功率預(yù)測精度由86%提升至92%以上;在智能運維層面，以集控式新能源場站智能運維技術(shù)，將新能源發(fā)電設(shè)備可用率提高了5%;在安全控制層面，提出了新能源場站主動頻率/電壓控制技術(shù)，響應(yīng)時間由分鐘級降至秒級;在源網(wǎng)荷互動層面，提出了基于深度學(xué)習(xí)的多場景新能源消納能力快速評估方法和多直流聯(lián)絡(luò)線聯(lián)合互動優(yōu)化方法，將廣義彈性負荷占比由10%提升至56.2%。
科技創(chuàng)新摘掉“紅牌”
“我們還參與了國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，在新能源預(yù)測領(lǐng)域形成了我國首個IEC國際報告，讓寧夏在新能源調(diào)度運行技術(shù)方面走在了業(yè)界前列。”創(chuàng)新與實踐項目第二完成人王勃說。
科技創(chuàng)新讓寧夏新能源獲得新生。創(chuàng)新與實踐項目直接經(jīng)濟效益達63億元，間接經(jīng)濟效益超275億元，減排二氧化碳756萬噸。目前，相關(guān)成果已推廣到國內(nèi)1663座新能源場站和20余個網(wǎng)省級調(diào)度，并應(yīng)用于葡萄牙。
2018年，寧夏在國內(nèi)率先實現(xiàn)新能源利用率95%以上的目標(biāo)。同年3月5日，國家能源局解除了寧夏新能源開發(fā)建設(shè)紅色預(yù)警。
2019年3月11日，寧夏電網(wǎng)風(fēng)電光伏發(fā)電功率達1100萬千瓦，占比達到49%，為本地用電負荷的102%，成為我國首個新能源發(fā)電功率超過用電負荷的省級電網(wǎng)。
到了2020年底，全區(qū)新能源利用率已達97%，裝機容量超過2500萬千瓦，占比由16%增至42%，裝機比例和裝機密度均居全國前列。與此同時，棄電率由15%降至3%以下，成果整體應(yīng)用效果顯著。
讓風(fēng)光優(yōu)勢更“風(fēng)光”
地處三大自然區(qū)域交匯過渡地帶的寧夏，風(fēng)光條件得天獨厚。“十四五”期間，當(dāng)?shù)刂攸c考慮的是如何讓這一優(yōu)勢更加“風(fēng)光”。
為了優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，促進能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，2021年初，寧夏制定了《自治區(qū)清潔能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實施方案》。方案提出，力爭到2025年，可再生能源裝機占電力裝機比重超過50%，可再生能源占新增電力裝機比重達到80%左右，占新增發(fā)電量比重超過50%;非化石能源占一次能源消費比重達到14%(不含水電);可再生能源電力在區(qū)內(nèi)消納和外送比重均達到30%以上;光伏制造產(chǎn)業(yè)居行業(yè)領(lǐng)先水平，風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)能夠支持區(qū)內(nèi)及周邊資源開發(fā)，培育形成氫能、儲能產(chǎn)業(yè)鏈，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)國家新能源綜合示范區(qū)。
“只有很好地解決了并網(wǎng)運行消納問題，才能支撐產(chǎn)業(yè)未來的高質(zhì)量發(fā)展。”丁茂生指出。
王勃并不諱言：“隨著裝機比例的進一步增長，我們還會遇到新的問題，新能源高效消納技術(shù)仍需持續(xù)創(chuàng)新。”不過，枝繁葉茂的東西部科技合作機制和寧夏科技廳印發(fā)的《清潔能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展科技支撐行動方案》，讓他信心滿懷。
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