國家電網公司推動“三北”可再生能源大規(guī)模外送

助力東中部城市清潔發(fā)展

3月，北京最后一座燃煤電廠停機備用，這標志著北京成為全國首個全部依靠清潔能源發(fā)電和外受電的城市。大力使用清潔能源是推動城市能源轉型、實現清潔低碳發(fā)展的關鍵。近年來，國家電網公司認真落實《大氣污染防治行動計劃》，支持和服務可再生能源發(fā)展，通過加快跨區(qū)電網建設、組織新能源大范圍交易、強化全網統一調度，推動“三北”地區(qū)大量可再生能源外送至東中部消納，為東中部城市全面推進電能替代和治理霧霾，走清潔發(fā)展道路做出積極貢獻。

使用遠方可再生能源電力 實現東中部城市清潔發(fā)展轉型

電是二次清潔能源，東中部城市實現清潔發(fā)展轉型，需要全面實施電能替代，通過以電代煤、以電代油，切實提高電能在城市能源消費的比重。在當前煤炭產業(yè)去產能、嚴格控制東中部煤電發(fā)展的背景下，東中部城市替代的電能還必須是來自清潔能源。但目前北京、天津等東中部一線城市的清潔能源比重低，能源轉型壓力大。截至2016年底，北京、天津發(fā)電總裝機分別達到1103萬、1467萬千瓦，水電、風電、太陽能發(fā)電等可再生能源裝機占比均不到15%，未來必須提高可再生能源電量消費比重。

從東中部一線城市可再生能源資源稟賦看，目前北京、天津水能資源匱乏，清潔發(fā)展需要依靠風能和太陽能。根據中國氣象局最新資源普查數據和相關研究結論，北京、天津80米高風能資源的開發(fā)潛力分別僅為39萬、46萬千瓦，分布式光伏發(fā)電開發(fā)上限分別為460萬、360萬千瓦。按全部開發(fā)本地可再生能源測算，未來北京、天津本地可再生能源裝機占比分別達到約30%和20%，可再生能源發(fā)電量占本地用電量的比例僅為5%和6%，對優(yōu)化電源結構、推動能源轉型的作用非常有限，客觀上決定了一線城市仍然需要大量接受外來可再生能源電力。

積極推動可再生能源跨區(qū)外送 可再生能源外送電量規(guī)模創(chuàng)新高

加快可再生能源配套跨區(qū)電網建設，為“三北”地區(qū)可再生能源能源大規(guī)模外送創(chuàng)造條件。目前納入大氣污染防治行動計劃“四交四直”特高壓輸電工程全部開工建設，已建成投運寧東～浙江±800千伏特高壓直流工程、錫盟～山東1000千伏特高壓交流工程、蒙西～天津南1000千伏特高壓交流工程、哈密～鄭州±800千伏特高壓直流工程，線路長度合計達到5168公里，輸送能力3300萬千瓦，對西北和蒙西地區(qū)可再生能源外送東中部地區(qū)消納發(fā)揮了重要作用。加快推進酒泉～湖南±800千伏特高壓直流工程、扎魯特～山東±800千伏特高壓直流工程、準東～皖南±1100千伏特高壓直流工程，線路長度合計達到6941公里，輸送能力3000萬千瓦。

積極組織可再生能源跨區(qū)交易，擴大可再生能源消納市場。2016年，北京電力交易中心掛牌成立，發(fā)揮大電網、大市場、大平臺優(yōu)化配置能源資源的優(yōu)勢，全年開展各類交易1200余次，完成包括可再生能源在內的市場化交易電量7907億千瓦時，同比增長59%。組織可再生能源跨省跨區(qū)交易電量3332億千瓦時，同比增長10.3%。其中，完成國家計劃、政府間協議2760億千瓦時，同比增長11.7%;多措并舉組織市場化交易572億千瓦時，同比增長3.9%。創(chuàng)新可再生能源市場化交易方式，開展電力援疆、新疆可再生能源外送電量增加3.69億千瓦時;開展可再生能源跨區(qū)直接交易，通過寧東～浙江特高壓輸電線路完成可再生能源直接交易電量18億千瓦時;開展跨區(qū)風火發(fā)電權交易，寧夏新能源替代上?；痣姍C組0.74億千瓦時。組織啟動跨區(qū)跨省現貨市場，2017年1月份，組織現貨交易共計105筆1.8億千瓦時。

充分發(fā)揮大電網優(yōu)勢，加強全網調峰資源和通道富余送電能力的集中監(jiān)控，盡最大可能利用現有跨區(qū)線路輸電能力輸送可再生能源。低谷時段將跨省跨區(qū)送電功率提高，最大限度輸送新能源。東北電網通過提高高嶺背靠背直流低谷時段送電功率，增加風電外送華北電網電量。2015、2016年東北電網送華北電網的風電電量分別為53億、61億千瓦時，占東北電網風電年發(fā)電量的比例為13%、14%。華北電網利用蒙西外送通道低谷富余容量，增加蒙西風電電量外送。2015、2016年蒙西送華北電網風電電量分別達到85億、84億千瓦時，占蒙西風電年發(fā)電量的比例分別為33%、29%。

通過多方面的努力，近年來“三北”地區(qū)可再生能源外送至東中部電量不斷提高。風電和太陽能發(fā)電等可再生能源外送電量從2010年1.5億千瓦時提高到2016年的363億千瓦時，年均增長150%。

著力打破省間壁壘 提高“三北”可再生能源外送電量比例

雖然目前“三北”地區(qū)可再生能源外送東中部的電量不斷提高，但支撐東中部一線城市實現清潔發(fā)展轉型還不夠。按照2020年北京、天津可再生能源消費電量占本地用電量比例均達到20%測算，需要接受外來可再生能源電量分別約為194億、162億千瓦時，而2016年全年接納的可再生能源電量僅為45億、36億千瓦時。

未來需要大力提高東中部一線城市接納外來可再生能源電量比例。但當前突出問題是，可再生能源跨區(qū)外送面臨嚴重的省間壁壘。國內經濟形勢尚未回暖，電力供大于求，可再生能源由于沒有配套的國家計劃，加之具有隨機性，帶來輔助服務問題，跨區(qū)消納的壁壘更加突出。目前，各地政府普遍對省間交易進行行政干預，干預力度不斷加大。部分省份經濟主管部門要求電網企業(yè)在本省發(fā)電機組達到一定利用小時數前，不得購買低價外來電，嚴重制約可再生能源跨區(qū)外送。

當務之急是加快構建全國統一電力市場，建立有利于打破省間壁壘、促進可再生能源跨區(qū)消納的電價機制和配額制度。完善中長期和現貨市場交易體系，搭建可再生能源參與的跨區(qū)資源優(yōu)化配置平臺，通過市場機制推動打破省間壁壘，促進可再生能源在更大范圍消納。推動落實可再生能源配額制度，支持建立配額制和綠色證書交易相結合的市場化補貼政策，積極制定“十三五”分年度東中部地區(qū)各省可再生能源電量占比指標，明確消納責任，建立考核機制。

西北電網借力大數據提升新能源消納水平

當前，大數據在各個領域的應用發(fā)展所帶來的信息風暴正在變革我們的生活、工作和思維，大數據開啟了一次重大的時代轉型。作為正向能源互聯網轉型的傳統電力行業(yè)，電力大數據的到來為電力行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。

我國新能源主要集中在“三北”地區(qū)，其中西北電網的新能源比重最大，由此帶來的新能源消納矛盾也日漸突出。國家電網公司西北分部高度重視新能源消納工作，國家電網公司副總工程師、西北分部主任、黨組書記王風雷在西北分部2017年工作會議上指出“要站在服務黨和國家發(fā)展大局的高度，充分認識解決這一問題的重要性和緊迫性。要邊研究邊探索，邊改進邊提升，爭取盡快解決棄風、棄光問題”。

由于影響新能源消納的因素眾多，各因素之間又互相影響，而大數據的核心價值就在于揭示事物之間相關性，利用大數據挖掘可以有效量化各影響因素之間關聯關系。為破解新能源消納難題，西北分部深化大數據平臺應用，將大數據分析技術與新能源消納需求深度融合，建立了海量實時/歷史數據平臺，整合SCADA、交易、設備故障、天氣預測等系統數據，基于大數據挖掘，對影響新能源消納的眾多因素進行深度分析，在新能源分析預測、電力交易、防范電網風險等方面開展積極的探索與實踐，取得了良好的成效。

依托數據平臺 深化運行消納分析

以調度運行需求為導向，開展新能源運行的大數據分析。西北分部從電量波動、電力波動、風電瞬時出力與負荷的占比、負荷高峰風電同時率等多方面分析新能源運行的自身特性和新能源與電網的交互影響，基于歷年運行數據創(chuàng)新提出新能源保證出力算法，為方式安排和實時調度運行提供了詳實的數據決策參考依據。按照國家電力調控中心新能源“三基”工作要求，西北分部編制了工作模板，涉及“基礎資料”、“基礎信息”、“基礎分析”三大類，近200項指標，每項指標具體到數據來源、數據格式、指標意義、應用范圍和上傳方法，旨在統一新能源基礎數據，截至2016年底已累計產生上百萬條數據，為水電及新能源運行分析提供了數據基礎。

以新能源優(yōu)先調度評價為基礎，開展新能源消納大數據分析。西北分部建設了新能源運行數據分析平臺，開發(fā)了新能源年度、月度、日前計劃編制及風電優(yōu)先調度評價指標體系，收集電網涉及新能源消納的各種數據，從新能源消納空間、斷面限制和調峰能力等方面以日、周、月、年為周期對新能源消納情況展開詳細分析，有針對性的指出不同省區(qū)面臨的新能源消納難點，根據各省區(qū)不同特點完善新能源消納規(guī)則，促進新能源有序消納。

深度數據挖掘 實施精細管理

西北分部建立以省級間聯絡線管理為核心的新能源消納體系，打破經驗型電網分析傳統，利用大數據對聯絡線管理和新能源消納進行協同化、智能化的精確分析，為機制和標準的優(yōu)化完善提供更有力、更深入的支撐。西北分部率先提出主、分控制區(qū)聯合參與新能源調節(jié)模式，實現了省區(qū)內的水火風光協調、優(yōu)化運行。同時針對新能源大省建立符合其運行特性的管理考核標準，實現了差異化管理。

西北分部基于短期交易平臺，通過大數據分析實現交易的智能匹配、安全校核等輔助決策功能，完成電網調度及交易數據融合。同時強化新能源實時消納能力計算，精準決策新能源增量跨省、跨區(qū)現貨交易，并深度解析各省區(qū)負荷、發(fā)電特性，利用數據挖掘精準分析省際間互濟能力及互濟時段，創(chuàng)新建立省間峰谷互濟新模式，提出并實施了陜青調峰互濟交易和聯網通道新能源互濟交易。2016年通過交易平臺累計開展日前、實時交易1795筆，增發(fā)新能源13.68億千瓦時;開展主控制區(qū)置換1459筆，增加新能源發(fā)電量14.47億千瓦時;開展陜青調峰互濟472筆，增加新能源消納電量10.02億千瓦時。從2016年12月底開始開展聯網通道新能源互濟交易，截至目前已開展43筆，交易電量1.05億千瓦時，有力促進了新能源消納工作。

構建核心指標 提升預測精度

由于傳統預測方法無法體現某些因素對新能源發(fā)電的影響，限制了其應用范圍和預測精度，而應用大數據技術，建立各類影響因素與新能源預測之間的量化關聯關系，可以有針對性地構建新能源預測模型和考核指標。針對新能源預測實用化中存在的問題，西北分部在新能源預測常規(guī)考核指標的基礎上，提出了調和平均數準確率、修正均方根準確率、絕對偏差/等效負荷、典型時段絕對偏差/備用等實用化指標，并組織中國電科院和各省調深入分析現階段預測模型存在的問題，不斷提升新能源預測準確率，2016年新能源預測準確率同比提升了3個百分點。

輔助調度決策 防范電網風險

西北分部利用故障統計大數據，分析氣候因素、局部環(huán)境與電網故障的相關性，總結出各季節(jié)天氣情況與常發(fā)故障類型及故障設備的關聯關系，有針對性編制春夏秋冬反事故預案，并根據惡劣天氣情況，針對重點地區(qū)、故障常發(fā)類型提前制定預控措施。同時還開展了基于大數據的電網災變故障研究，利用大數據平臺中設備歷史檢修和故障信息，提前預測各時段運行方式下的電網重載斷面、危險點，為調度員提前預控提供輔助決策。

未來，西北分部將持續(xù)分析西北新能源消納存在的技術瓶頸，充分利用大數據分析平臺，為新能源消納全過程管控提供技術支撐，做到新能源分省海量數據在線稽查、新能源實時消納全局展示、棄風棄光精細化統計，不斷提升新能源消納水平。

甘肅“破冰”新能源消納

敲定棄電率年降10%目標

甘肅新能源的消納問題正在破冰。

日前，甘肅省電力公司相關人士向《中國能源報》記者表示，“甘肅電力將力爭棄風棄光矛盾在2017-2018年得到有效緩解，由2016年棄風率43%、棄光率30%逐年下降10%，至2020年根本解決新能源消納問題，棄風率、棄光率控制在5%以內。”

解決棄電問題后，“陸上三峽”將實至名歸。

當地市場空間有限

外送通道容量受限

甘肅是我國風能和太陽能資源最為豐富的地區(qū)之一。近年來，甘肅緊抓國家能源戰(zhàn)略轉型升級機遇，加快轉變能源發(fā)展方式，完善能源產業(yè)體系，電力裝機結構和生產結構持續(xù)優(yōu)化。數據顯示，截至2016年底，甘肅電力裝機4825萬千瓦，是全省最大負荷的3.6倍，其中風電1277萬千瓦、光電686萬千瓦，新能源占總裝機的41%。2016年，新能源發(fā)電增長5.83%，高于全省發(fā)電量增速8.07個百分點，占全省發(fā)電量的比重為16.19%，比上年提高1.23個百分點，有力帶動和支撐了全省經濟社會快速發(fā)展。

在新能源發(fā)展取得積極成效的同時，甘肅也遇到了新能源消納問題，棄風棄光問題日益凸顯。數據顯示，2015年全年甘肅棄風率為39%，棄光率為31%。2016年新能源消納形勢更加嚴峻，全年棄風率為43%，位列全國之首;棄光率30%，僅次于新疆，位列第二。

“究其原因，受經濟下行影響，省內一些工業(yè)企業(yè)用電負荷下降。數據顯示，2016年1-8月，全省用電量同比均為負增長，9月開始轉正，2016年全省用電量同比下降3%，是全國用電量增速降幅最大的省份，電力市場拓展空間有限?！备拭C省發(fā)改委主任周強介紹，“甘肅主要通過四條750千伏特高壓交流線路外送電，輸電能力約330萬-500萬千瓦，并且與新疆和青海共用，新能源電力外送通道容量限制很大?！?/p>

外謀跨區(qū)實時交易

內推多項電能替代

目前，酒泉-湖南直流特高壓已啟動雙級高端調試，將于5月投運。國家能源局《關于支持甘肅省創(chuàng)建新能源綜合示范區(qū)的復函》中明確要求，確保該工程年輸送新能源電量占比40%以上。根據規(guī)劃，該工程年送電可超過400億千瓦時，40%則意味著工程年輸送新能源發(fā)電超過160億千瓦時，這與2016年前10個月甘肅風電和光伏發(fā)電量基本持平。

除湖南外，甘肅還將加強與江蘇、天津等省市的對接，爭取達成受電協議，開展跨區(qū)域中長期交易，積極協調國家電網，通過匹配甘肅與受端市場的發(fā)用電計劃，幫助甘肅開展跨區(qū)域電力實時交易。據了解，該舉措成效明顯，一季度，甘肅電力采用“集中代理”的模式開展現貨交易，完成送河南及華東電網電量2.19億千瓦時。

同時，甘肅將通過推進“以電代煤、以電代柴、以電代氣(汽)、以電代油”工作，支持以新型儲能、智能微電網等為支撐的新能源示范城市建設，打造具有國際影響力的“無煤城市”，多措并舉提高新能源消納水平。此外，甘肅還將推動利用新能源棄風棄光電價在河西地區(qū)引入項目，提高就地消納能力。

需建全國電力市場

推動統一調峰調度

“甘肅的新能源消納問題不能孤立看待，國家應該出臺政策，打破省間壁壘，構建全國電力市場，開展新能源全國統一調峰、統一調度工作，充分利用西北區(qū)域跨省及全國跨區(qū)域調峰能力，促進甘肅新能源在全國范圍內消納?！备拭C電力相關人士介紹。數據顯示，今年一季度，甘肅電力加強協調溝通，通過跨省互濟、交易、置換等措施增加新能源消納，與陜西、寧夏、青海、新疆開展日前及實時主控區(qū)置換、西北跨省交易、甘新互濟交易共543筆，增發(fā)新能源電量3.48億千瓦時。國家電網統一調度協調，解決了甘肅因電網調峰能力不足的新能源受限問題。

同時，甘肅將推動開展自備電廠與新能源發(fā)電權交易，為新能源騰出發(fā)電空間。嚴格加強熱電聯產機組的批復管理，建立輔助服務市場，提高火電機組深度調峰的積極性。全面深化電力改革，建立和完善市場主導的電價形成機制，推動形成在全國具有競爭力的大工業(yè)電價水平，切實增強能源核心競爭力。此外，推行節(jié)能發(fā)電調度辦法，擴大新能源參與大用戶直購電的范圍和規(guī)模，探索“互聯網+新能源”發(fā)展模式，促進甘肅新能源在更大范圍消納。

數據顯示，通過上述措施，今年一季度，甘肅新能源棄風棄光率為24.48%，同比大幅下降。3月份風電最大發(fā)電出力、新能源最大發(fā)電出力、新能源日發(fā)電量、月度新能源、月度風電發(fā)電量均創(chuàng)歷史新高。

【風電供暖】

清潔采暖+造峰用電

新疆電力全力消納新能源，消納電量占比達31.8%，遠超5.19%全國平均水平

“以前每個供暖季開始天就變得灰蒙蒙的，從來沒見過這么藍的天!”4月7日，新疆烏魯木齊，湛藍的天空與天山山脈融為一體。望著巍峨的博格達峰，環(huán)衛(wèi)工人李冬梅說出了自己的心里話。

2016年，國網新疆電力公司充分利用市場和政策手段，使新能源消納實現了逆勢增長，新能源消納電量同比增加了93億千瓦時，達到286.6億千瓦時，占新疆電網售電總量的31.8%。也就是說，新疆百姓家里約3盞照明電燈中，就有1盞用的是風電、光電，遠遠超過5.19%的全國新能源消納平均水平。

大力推進電采暖風電供暖進入百姓家

新疆，有著得天獨厚的清潔能源發(fā)展優(yōu)勢，可謂“風光無限”。9大風區(qū)可開發(fā)利用面積達15萬平方公里，可裝機容量超過8000萬千瓦，約占全國四成。

位于烏魯木齊東南方的達坂城地區(qū)，便是9大風區(qū)中開發(fā)建設條件最好的地區(qū)，全年風速平均，破壞性風速和不可利 用風速極少發(fā)生。達坂城風力發(fā)電廠，也成為了目前我國最大的風能基地，12個月均可開機發(fā)電。

“燒爐子取暖的日子終于結束了，今年一整個冬天，家里都20多度了，特別暖和，風車電就是好!”4月7日，家住烏魯木齊達坂城的村民孫亞鳳看了一眼室內溫度計、摸了兩下暖氣片高興地說。

年過七旬的孫亞鳳，在達坂城靠燒煤爐度過了一個又一個嚴寒的冬季。每年12月到1月，一旦遇到極寒天氣，室溫不足10攝氏度，家里的水龍頭都結了冰。因此，孫亞鳳落下了關節(jié)炎的老毛病。

2016年，烏魯木齊清潔能源供暖示范項目正式在達坂城落地實施，終于解決了這一難題。清潔供暖示范項目投入使用后，孫亞鳳和周邊上百戶居民成為烏魯木齊第一批享受到清潔能源供暖的客戶。

作為國家確定的風電清潔供暖試點重點地區(qū)，達坂城地區(qū)可以說是風力兇猛，風電系統也比較成熟。如今隨著清潔能源供暖試點工作的完成，這些風力終于找到了自己的“用武之地”。

烏魯木齊供電公司營銷部電力需求側管理專責劉鵬濤介紹，達坂城地區(qū)的風電清潔供暖示范項目，是把風電場多余無法并網的電量，通過電鍋爐對水加熱，將電能轉化為熱能，并以公用電網作為基礎，解決了風電不穩(wěn)定的問題。該項目每年能夠消納達坂城風區(qū)清潔電力1.2億千瓦時，與原有供暖設施相比，可減少標煤消耗4萬噸，減排二氧化碳10萬噸、氮氧化物280噸，這將大大促進新能源就地消納。

據該公司營銷部主任周宜介紹，2017年，烏魯木齊供電公司全年計劃新增電采暖260萬平方米，力爭將烏魯木齊打造成為全疆首個標準清潔替代綜合試驗區(qū)。

造峰用電探索“棄風電”精準投放新模式

為了緩解新疆較為嚴重的“棄風棄光”現象，對于已經初步實現電采暖的區(qū)域，如何利用“棄風電”補充供給，真正做到降本增效顯得尤為重要。今年以來，國家電網公司會同國網新疆電力探索新能源風電消納 的新途徑，在棄風時段增加用電需求，造峰用電、減少棄風。

2016年10月17日，烏魯木齊高鐵片區(qū)火車站北廣場電采暖棄風供熱項目正式投入使用，這種低成本、無污染、高效率的供熱方式可保證烏魯木齊站周邊43萬平方米的建筑采暖需求。

隨著客戶側電采暖系統的補充完善，電力需求響應試點應運而生，成為探索新能源消納的又一有效途徑。

2017年3月10日16時10分，新疆電力調控中心根據實時風電出力和來風情況，通過調度臺直撥電話及調度管理系統，向電力需求響應平臺下達需求響應預令，邀約調峰負荷3萬千瓦。需求響應平臺立即向接入響應平臺的用戶進行邀約，明確響應負荷量、響應時段及響應時長等信息。烏魯木齊高鐵新區(qū)北廣場成功反饋，可響應增加用電設備3臺8兆瓦電極式鍋爐，預計響應負荷約2萬千瓦。17時整，用戶側電鍋爐負荷啟動執(zhí)行需求響應方案，需求響應平臺隨即對3臺電鍋爐的響應負荷、響應電量數據進行監(jiān)測、記錄、檢驗。19時順利完成首次響應，用戶最大響應負荷1.8萬千瓦，響應時長為120分鐘，響應電量約3萬千瓦時。此次需求響應首次成功實現了將電力需求響應作為可調資源與風力發(fā)電聯動互補，填補了國內空白。

通過信息化手段，將電力需求響應平臺、用電信息采集系統與電力調度管理系統等進行功能對接，監(jiān)測用戶相應需求及響應負荷、響應電量執(zhí)行情況，最終實現電力需求響應與風力發(fā)電聯動互補。指向化的“棄風”供電模式得以實現，為新能源本地消納提出了更高的要求。

需求響應模式對于探索新能源消納途徑意義重大，相較于零散的電采暖用戶，企業(yè)或公共場所硬件配置更加完整，響應更加迅速，響應電量也更加集中。下一步，國家電網、新疆電力公司將繼續(xù)優(yōu)化需求響應平臺功能，完善技術手段，創(chuàng)新商業(yè)模式及補償機制，在更大范圍內予以推廣。隨著“棄風”采暖工作的不斷完善，精準投放新模式將會在更大范圍內予以推廣。

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國家電投

額敏風電清潔能源供暖項目首個供暖期圓滿結束

近期，額敏風電清潔能源供暖項目圓滿完成2016—2017年冬季供暖任務，供熱指標符合建設部規(guī)定參數，實現首個供暖期安全運行。

該項目作為塔城地區(qū)新能源供熱示范項目及重要民生工程，利用風電清潔供暖技術替代燃煤鍋爐供暖，改變了城市供熱結構，在實現節(jié)能減排的同時，就地消納風電，緩解棄風限電，對“電氣化新疆”發(fā)揮了良好示范作用。