新型电力系统在工业园区层面的实践和启示*
2022-10-13张瀚舟闫晶王晓晖李灏恩
1 新型电力系统的内涵、挑战和机遇
1.1 新型电力系统“新”在何处
电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电5个环节组成的电能生产与消费系统。传统电力系统在安全性、灵活性、经济性等方面具有显著优势,是现行模式下既稳固又可持续且最优的选择,主要体现在两个方面:
根据国内外人工养殖小龙虾的经验,对小龙虾实行鱼虾混养的方式容易获得养殖成功与更好的经济效益。我国的养殖鱼类种类比较多,混养方式也有一些不同。
1)从系统自身来看,传统电力系统具有资源可得性、调节灵活性、经济性多方面的优点。尤其是大型电力系统强大的调频调压能力,使得对用户供电的可靠程度大幅提高。
2)传统电力系统与经济社会运行用电规律相匹配,用户主体习惯于传统电力系统“源随荷动”供电模式,即以用户侧用电规律为唯一自变量构建供给函数,通过自身可调节性确保电力的安全稳定供应。
相比而言,新型电力系统是传统电力系统在电源结构、负荷特性、电网形态、运行技术、产业模式的全面转型升级,具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、开放互动、智能友好的特征。突出体现在两个方面:
1)源荷两侧低碳化、分散化,催使新型电力系统更加低碳、互动
藜麦购买于沽源县天然园农场;辛/癸酸甘油酯(MCT),印度尼西亚Britz Networks Sdn. Bhd.;尼罗红,阿拉丁试剂有限公司,其它化学试剂均为国产分析纯,实验所用水为二级蒸馏水。
电源结构上,煤炭、天然气、可再生能源电源定位发生转换,新型电力系统更加强调新能源的主体地位。电源分布从集中式向集中式与分布式结合转变。负荷侧大量用户成为发用电一体的“产消者”,终端负荷特性从传统的刚性、纯消费型向柔性、生产与消费兼具型转变。
工业园区作为城市经济的主要承载平台和增长动力,是工业企业集聚发展的核心单元。工业园区具有能源消费集中、冷热电等用能方式多元、用电需求大、电能质量要求高的特征,“双碳”目标下,工业园区对清洁能源的渴望更加强烈。研究显示,燃煤在园区能源消费总量的比重为74%,高于工业部门燃煤消费比例(56%)。工业园区碳排放占到我国碳排放总量的31%
,应成为实现“双碳”目标的主要空间载体和做好“双碳”工作的“领头羊”。
随着电源开发模式、组网方式、负荷特性的变化,电网从交直流混联大电网向多种形态并存转变,发挥更大枢纽作用,把波动性、间歇性的新能源通过系统灵活调节转变为友好的、可靠的稳定电源。
1.2 新型电力系统建设面临安全性、灵活性、经济性多重挑战
近年来,随着新能源接入比例逐步提升,传统电力系统正向新能源发电加快开放。2020年我国全社会用电量为7.5万亿kWh,其中,可再生能源发电量达到2.2万亿kWh,占全社会用电量比重为29.5%。电能占终端能源消费比重持续提高,2020年达到27%左右。“双碳”目标的提出进一步促进新能源发展和消纳水平。根据国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(中发〔2021〕36号)(以下简称《意见》),到2025年非化石能源消费比重达到20%左右;到2030年达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量达到12亿kW以上;到2060年,非化石能源消费比重达到80%以上。
“双碳”目标下,以新能源为主体的新型电力系统建设步伐提速,同时,转换过程中将面临诸多风险。
1)安全运行风险
我国的基本医保制度和医保工作是新时期国家公共政策的重要组成部分,关乎国计民生[9]。医院医保管理在维护医、保、患三方权益中发挥着关键的纽带作用[10]。因此PDCA循环应用于医院门诊医保投诉管理显得尤为重要。在计划阶段,对医院医保投诉问题分析产生的环节和各种原因,找出主要因素,并提出管理目标,之后制定针对性的处理措施加以落实整改,并对实施成效进行检查评估,将有效的措施制度化,并不断发现新问题,形成不断的质量循环,促进医保工作的持续改进,有效提高医院医保管理质量和效率[11-12]。建立有序且常态化的工作流程。
新能源发电由于固有的强随机性、波动性和间歇性,大规模接入电网后,电力系统的电力电量时空平衡难度显著加大。电力电子装备抗干扰能力弱于常规机电设备,系统故障时风电、光伏机组容易大规模脱网,引发严重连锁故障。
上海工业园区转型发展经历了循环经济工业园区、生态工业园区、低碳工业园区3个阶段的创建和改造历程,“双碳”目标提出后,“近零碳排放”成为各园区下一阶段发展的重点目标。2021年9月,宝山区政府、中国宝武钢铁集团有限公司、华为技术有限公司共同启动建设宝山“零碳园区”示范标杆项目,以此为突破口探索老工业基地绿色转型的实践路径,其中“零碳电网”是宝山“零碳园区”建设的重要内容。
我国绿色金融概念基本成型,相关的政策框架也得到初步体现。随着我国经济市场的高速发展,社会发展的需求也在日益提高,传统的金融概念已经无法满足现代社会的发展需求。我国经过对经济发展的不断改革和创新,不断提高对环境保护的重视,实行了一系列生态补偿,财税等经济政策,对我国绿色金融不断地进行完善和补充。同时,我国相关金融管理部门对绿色金融在政策方面进行了针对性、科学性的指导,并携手相关环保部门,联合出台一系列绿色金融的积极政策,形成了可用的金融政策框架,为国绿色金融的稳定发展提供了基础条件。
我国已部署并加快推进工业园区节能低碳转型。《意见》明确提出,开展碳达峰试点园区建设,推广园区能源梯级利用等节能低碳技术。国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》(国发〔2021〕23号)也提出,以高耗能高排放项目集聚度高的园区为重点,推动能源系统优化和梯级利用,打造一批达到国际先进水平的节能低碳园区。组织开展碳达峰试点建设,选择100个具有典型代表性的城市和园区开展碳达峰试点建设。
3)电价上涨风险
上海是较早提出碳达峰目标的省市之一,并始终将产业结构调整作为经济转型发展的重中之重,积极开展绿色低碳循环试点示范,实施绿色工业园区建设工程,扎实推进能耗总量和强度“双控”工作,2020年全市万元GDP能耗约为0.31 tce,节能减排工作成效显著,位列全国第二。
岭南人重商务实,注重现世回报,看重生活体验和物质享乐。余荫山房功能性强,其设计构思与生活紧密联系[18],折射出岭南人奉行世俗享乐的审美心理。余荫山房空间流线高效便捷而富有趣味,注重使用者的参与性,强调感官和身心的娱乐,注重人与建筑、建筑与环境、人与环境的关系,表现出艺术与实用的结合,满足了使用者多样化的审美需求。
1.3 新型电力系统建设是拉动经济增长的新引擎
在机电安装造价管理中,必须要严格控制设备材料情况,所以在原材料管理阶段,必须要在合同中进行明确,尤其是甲方在原材料采购中的作用,应该按照市场价格、产品质量等,确定造价管理的基本方向,避免在原材料管理中出现缺斤少两的问题,并且原材料的性能可以满足预期要求。
2 新型电力系统在工业园区层面的实践
2.1 工业园区是推进新型电力系统建设的有力抓手
2)电网形态和电力调节方式发生转变,催使新型电力系统更趋韧性、可控
在超短周期(毫秒至秒级)、短周期(分钟至小时级)、日内、多日和周时间尺度,均面临调节困难。例如,日内调节方面,新能源发电特性与用电负荷日特性匹配度差,尤其是风电反调峰特性显著,增加系统调峰压力。
“双碳”目标推动各行业加速从高碳排放的技术路线转换到低碳、零碳排放的技术路线,实现技术与产业的跨越式进步。新型电力系统作为产业系统与能源系统从“保障供能型”向“互驱发展型”转变的核心载体,是产业升级和高质量发展的有机组成。以风电、光伏为引领的新能源资源利用、材料研发、装备制造、基础设施建设等环节,蕴含着巨大商机和广阔前景。根据《2021年中国创新创业生态发展蓝皮书》,我国零碳能源转型将在再生资源利用、能效、终端消费电气化、零碳发电技术、储能、氢能和数字化七大领域催生巨大投资市场。预计到2050年,这七大领域的市场规模将达到近15万亿元。同时,新型电力系统建设全方位培育绿色发展价值生态,引发新技术、新业态、新模式、新产业的集中涌现,将成为区域经济高质量发展的新动能。
目前,安徽、江苏、青海等省市已明确提出打造零碳产业园和零碳电力系统,以助力“双碳”目标的实现。国家电网公司也明确了新型电力系统建设的三个省级示范区(福建、浙江、青海)和三个地区级示范区(西藏藏中、新疆南疆、河北张家口)。部分省市正推进工业园区级的新型电力系统研究和示范工程建设。例如,浙江省海宁市率先开展全国首个工业园区级新型电力系统建设,电源侧通过将上百座屋顶光伏发电站化零为整,成为一座“虚拟电厂”;电网侧实现了配电网自动化100%全覆盖;负荷侧出台全省首个电力需求侧响应地方补贴政策,吸引了347家企业100%签约;储能侧投运全省首个用户侧“光伏+储能”项目,形成了线路级、微网级、移动式等多场景储能综合应用体系。随着源网荷储协调控制系统正式上线,海宁市初步建成了全国首个工业园区级“以新能源为主体的新型电力系统”的雏形,每年可消纳本地新能源发电量5亿kWh,占地区全社会用电量比例超过30%,人均光伏容量9.7 kW,远远高于全国人均光伏容量0.91 kW。
2.2 新型电力系统在上海工业园区的探索
新型电力系统配套电网建设、调度运行优化、备用服务、容量补偿等辅助性投资相应增加,整个电力系统成本随之增加,最终将电价上涨疏导到终端用户。
2)灵活性不足
随着我国电力市场建设完善和电价市场化改革加快推进,工商业用户可全部进入市场参与交易。根据国家发改委印发的《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》,高耗能企业市场交易电价不受上浮20%限制。在此背景下,通过电网购买可再生能源电量,或者采取“自发自用、余电上网”模式,成为高耗能企业和园区降低煤电消费及电费支出的有效途径。目前,上海发电计划放开比例已达到20%以上,并将于近期启动电力市场试运行。按照《上海电力市场建设总体方案》试运行办法,届时包括市外来电、市内10 MW以上统调发电机组均可成为工业用户购电来源,将为促进工业园区新型电力系统建设提供支撑。
3 启示和建议
新型电力系统建设是一个长期渐进的发展过程,不会一蹴而就。上海工业园区推进新型电力系统建设,要坚持安全第一、动态演进,坚持创新驱动、示范引领,因地制宜,以点带面,探索构建适应上海城市发展和园区特征的新型电力系统。
3.1 因地制宜,制定差异化方案
上海工业园区众多,按照行政级别划分,包括国家级和市级工业园区;按照功能特征划分,包括经济技术开发区、高新技术产业开发区、综合保税区等;按照主导产业划分,包括金融贸易区、化学工业开发区、汽车产业园区等。结合园区基础设施和用能特点,制定个性化方案,因地制宜、各有侧重开展新型电力系统建设。例如,陆家嘴金融贸易区对供电可靠性和稳定性要求高,应推广应用“钻石型”配电网,构建规模化楼宇、充放电设施等多类型虚拟电厂,充分满足分布式电源、电动汽车、储能等新型交互式用能设备的接入需求,提升系统自愈能力和交互水平。又如,在洋山特殊综合保税区建设LNG冷能发电项目,为IDC数据机房等高负荷项目提供清洁电力,实现能源梯级综合利用和节能降碳的效果。
人像摄影最成功之处在于人物瞬间神态的把握和内心情绪的表达。作品看似随手抓来,未加任何构思,但人物情绪的表露与画面环境、道具的组合却是天衣无缝。考验的是摄影师掌握喜怒哀乐的微妙分寸,抓取瞬间的娴熟度、表现人物的功力和技巧。
3.2 以点带面,加强试点示范
《上海市能源发展“十四五”规划(征求意见稿)》提出,开展“光伏+”园区建设,新增装机超过80万kW,以本市104地块(含27个市级开发区)为重点,结合园区建筑建设分布式光伏发电设施。同时提出,在工业园区等领域有序发展用户侧储能,结合工业园区建筑分布式光伏发电设施和储能设施建设,推进“光储直柔”(太阳能光伏+储能+直流配电+柔性交互)协同应用试点项目,为工业园区“零碳建筑”和“零碳电力”建设提供技术支撑。
3.3 交互赋能,加强系统集成
1)加强建筑、交通、能源等多系统耦合。新型电力系统在不同空间尺度具有不同的内涵和形式,工业园区是由建筑系统、交通系统、产业系统、能源系统、电力系统等构成的复合单元,工业园区新型电力系统建设应注重多系统的耦合集成。
根据上文讨论的信息经济分层,考虑数据的可取性和适用性,本文构建了一个信息经济发展水平测度指标体系,以准确定位西部各省区发展信息经济的机遇和挑战。该体系包括了基础层、传输层、融合层、新生层和福利层5个一级指标,共28个二级指标(见表1)。
2)加强“云大物移”等新技术的融合创新应用,促进风、光、电、储、氢等多能互补,加速区域电网向能源互联网升级,促使工业园区成为城市新型电力系统建设的有机组成部分和最佳示范点。
[1]陈吕军.做好碳达峰碳中和工作,工业园区必须做出贡献[J].资源再生,2021(2):15-20.