风起大海之滨ღ✿ღ★,日照戈壁大漠ღ✿ღ★。从东部海滨的海风长廊到西部广袤的“沙戈荒”基地ღ✿ღ★,一台台风力发电机成排矗立ღ✿ღ★,巨大叶片迎风昼夜旋转ღ✿ღ★;一个个太阳能光伏板矩阵ღ✿ღ★,在阳光下熠熠生辉……大自然的能量被现代能量单位“千瓦ღ✿ღ★、兆瓦汽车安全ღ✿ღ★。ღ✿ღ★、吉瓦”重新衡量ღ✿ღ★。从“高碳粗放”向“智慧低碳”跃迁ღ✿ღ★,新型电力系统建设提速ღ✿ღ★。人工智能破解新能源发电预测难ღ✿ღ★、稳定性差等问题ღ✿ღ★,大数据ღ✿ღ★、卫星ღ✿ღ★、无人机ღ✿ღ★、地面机器人“天空地”立体保障电力安全高效39魔域ღ✿ღ★,能源结构“绿意”更浓ღ✿ღ★,国家能源安全根基更稳ღ✿ღ★。
在宁夏中宁县ღ✿ღ★,腾格里沙漠边缘一望无际的光伏板铺陈延展ღ✿ღ★,组成蔚为壮观的大型“沙戈荒”光伏基地ღ✿ღ★。这是我国首个“沙戈荒”大基地外送特高压直流工程——宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程的绿电来源ღ✿ღ★。2025年ღ✿ღ★,“宁电入湘”工程正式建成投运后ღ✿ღ★,每年可向1600公里外的湖南省输送超360亿度电ღ✿ღ★,其中50%是新能源电量ღ✿ღ★。
昔日的“沙戈荒”地区自然条件恶劣ღ✿ღ★,生态脆弱ღ✿ღ★,被视为荒芜之地ღ✿ღ★。随着科技的进步和对新能源的深入探索ღ✿ღ★,这些看似贫瘠的土地被发现蕴藏着巨大的能源潜力ღ✿ღ★。丰富的太阳能和风能资源凯发K8ღ✿ღ★,ღ✿ღ★,成为新能源开发的宝藏ღ✿ღ★,一个个超级新能源大基地正在火热建设ღ✿ღ★。
旋转的大风车ღ✿ღ★、成片的光伏板ღ✿ღ★、密集的输电线星罗棋布ღ✿ღ★,勾勒出一幅绿能跃动的生动画面ღ✿ღ★。
▲在宁夏西吉县境内的宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程建设现场ღ✿ღ★,施工人员正在紧固螺栓
我国在内蒙古ღ✿ღ★、青海ღ✿ღ★、甘肃ღ✿ღ★、宁夏ღ✿ღ★、新疆等18个省(区)及新疆生产建设兵团ღ✿ღ★,统筹安排了第一批“沙戈荒”大型风电光伏基地项目50个ღ✿ღ★、装机9736万千瓦ღ✿ღ★。截至2024年年底ღ✿ღ★,第一批基地建成9199万千瓦ღ✿ღ★,投产9079万千瓦ღ✿ღ★。
据统计ღ✿ღ★,截至2024年年底ღ✿ღ★,国家电网新能源累计并网装机达11.4亿千瓦ღ✿ღ★,占全世界的30%以上ღ✿ღ★,新能源利用率连续多年保持在95%以上ღ✿ღ★。国家电网有限公司积极构建新型电力系统ღ✿ღ★、服务“双碳”目标ღ✿ღ★,全力推动“沙戈荒”大型风电光伏基地新能源并网39魔域ღ✿ღ★,加快电网工程建设步伐ღ✿ღ★,累计建成38项特高压工程ღ✿ღ★,跨省跨区输电能力超过3.4亿千瓦ღ✿ღ★。
中国电力企业联合会预测ღ✿ღ★,2025年年底我国煤电装机占比将降至33%ღ✿ღ★,其中风电和太阳能发电合计装机规模将首次超过火电ღ✿ღ★,标志着能源结构转型进入新阶段ღ✿ღ★。这一转型得益于政策推动与技术迭代的双重驱动ღ✿ღ★。
新能源发电逐渐成为电量供应主体ღ✿ღ★,煤电将向兜底保供ღ✿ღ★、灵活调节电源转变ღ✿ღ★,煤电与新能源进行深度融合ღ✿ღ★,“风光水火储氢”一体化发展局面逐渐清晰ღ✿ღ★,大型清洁能源基地与分布式新能源电力共存的并行推进策略逐步形成ღ✿ღ★。
风光电能源源不断ღ✿ღ★、清洁绿色环保ღ✿ღ★,但也任性不受约束ღ✿ღ★:“撒起欢儿来”电能满格停不下来凯发国际官网ღ✿ღ★,阴天无风时则动能缺失ღ✿ღ★。清洁能源功率的剧烈波动ღ✿ღ★、随机性和间歇性挑战着电网的安全稳定运行ღ✿ღ★。
如何将“任性而为ღ✿ღ★、桀骜不驯”的清洁能源大规模驯化为持续稳定的电能供给?科技创新是一把“金钥匙”ღ✿ღ★。
在河北坝上草原ღ✿ღ★,上百米高的白色大风机成群结队矗立ღ✿ღ★,一旁是一排排追光发电的光伏板ღ✿ღ★。世界上第一个集“风力发电ღ✿ღ★、光伏发电ღ✿ღ★、储能系统ღ✿ღ★、智能输电”于一体的国家风光储输示范工程就坐落在这里ღ✿ღ★。该工程通过风ღ✿ღ★、光ღ✿ღ★、储多组态联合运行模式ღ✿ღ★,将张北新能源基地ღ✿ღ★、承德丰宁储能基地等与北京负荷中心相连39魔域ღ✿ღ★,连接起坝上上百家风电场ღ✿ღ★、数千家光伏电站ღ✿ღ★。该工程不仅能汇集输出平稳可控的绿色电能ღ✿ღ★,还破解了大规模新能源集中并网ღ✿ღ★、集成应用的世界性技术难题ღ✿ღ★,达到国际领先水平ღ✿ღ★。依靠自主创新ღ✿ღ★,该工程突破了运行可靠性低等三大世界级技术难题ღ✿ღ★,创造了12项“世界第一”ღ✿ღ★。
在“双碳”进程中ღ✿ღ★,抽水蓄能技术被赋予了新的重任ღ✿ღ★。它的原理非常简单ღ✿ღ★,在山上ღ✿ღ★、山下建设两个水库ღ✿ღ★,用电低谷时ღ✿ღ★,用富余的新能源电力将山下的水抽到上游水库储存起来ღ✿ღ★,在用电高峰时放水发电ღ✿ღ★,使电能在时间ღ✿ღ★、空间上得以重新调节分配ღ✿ღ★。抽水蓄能电站灵活可靠ღ✿ღ★、启停快ღ✿ღ★,被视为新能源发电的“稳定器”和“调节器”ღ✿ღ★。
同时ღ✿ღ★,抽水蓄能之外的新型储能也正迎来大发展ღ✿ღ★。有业内人士对此用“忽如一夜春风来ღ✿ღ★,千树万树梨花开”来形容ღ✿ღ★。日前ღ✿ღ★,工业和信息化部等八部门正式印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》ღ✿ღ★,标志着我国新型储能制造业进入了一个新的发展阶段ღ✿ღ★。截至2024年年底ღ✿ღ★,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达7376万千瓦/1.68亿千瓦时ღ✿ღ★,约为“十三五”末的20倍ღ✿ღ★,较2023年年底增长超过130%ღ✿ღ★。
“储能+新能源”的良性互动为新能源消纳提供了有力保障ღ✿ღ★,但如何进一步提升新能源利用效率ღ✿ღ★,仍是电网和用户共同面临的挑战ღ✿ღ★。在此背景下ღ✿ღ★,虚拟电厂应运而生ღ✿ღ★。
1月14日ღ✿ღ★,我国首个百万千瓦级居民虚拟电厂在江苏启动建设ღ✿ღ★,依托江苏新型电力负荷管理系统ღ✿ღ★,借助大数据ღ✿ღ★、物联网和人工智能等技术ღ✿ღ★,居民家中空调ღ✿ღ★、热水器等分散的家用电器被聚合在虚拟能量池中ღ✿ღ★。当预测到用电可能紧张时ღ✿ღ★,电力部门利用软件给居民手机上发送邀约ღ✿ღ★,鼓励居民主动调节大功率智能家电的温度ღ✿ღ★,减少用电ღ✿ღ★,从中获得电费奖励ღ✿ღ★。此举将提升新能源发电的使用效率ღ✿ღ★。据电力部门测算ღ✿ღ★,空调每变化1℃ღ✿ღ★,能够调节负荷约0.06千瓦ღ✿ღ★。聚沙成塔凯发国际官网ღ✿ღ★,江苏近4300万居民空调都调节1摄氏度ღ✿ღ★,就可以让出近260万千瓦电能ღ✿ღ★。
居民虚拟电厂只是通俗可感的一种形式ღ✿ღ★。作为未来电力系统的重要组成部分ღ✿ღ★,虚拟电厂是一种基于数字化技术和智慧能源管理系统的创新能源模式ღ✿ღ★,大量应用在企业层面ღ✿ღ★。它通过智能化技术和软件平台ღ✿ღ★,将分散的能源资源(如太阳能光伏ღ✿ღ★、风力发电ღ✿ღ★、生物质能ღ✿ღ★、地热能ღ✿ღ★、储能系统等)整合起来ღ✿ღ★,形成一个虚拟的集中能源系统ღ✿ღ★。通过实时监测ღ✿ღ★、数据分析和智能控制ღ✿ღ★,虚拟电厂能够实现能源的高效利用和供需平衡ღ✿ღ★。
新型电力系统发展进程中ღ✿ღ★,电动汽车ღ✿ღ★、虚拟电厂等新业态新模式不断涌现ღ✿ღ★,电力用户不再仅仅是“负荷”ღ✿ღ★,而是成了“电源”ღ✿ღ★、成了能够主动参与电力供需平衡的“需求侧资源”ღ✿ღ★。
中国工程院院士刘吉臻凝练出新型电力系统的基本特征ღ✿ღ★:多源互补ღ✿ღ★、源网协同ღ✿ღ★、供需互动ღ✿ღ★、灵活智能ღ✿ღ★。
随着大模型技术引发人工智能算力需求爆发式增长以及能源革命的不断深化ღ✿ღ★,对能源管理凯发国际官网ღ✿ღ★、智能电网ღ✿ღ★、智能调度ღ✿ღ★、电力交易等方面提出了更稳定ღ✿ღ★、更强大以及更智能化的需求ღ✿ღ★。“智算+新能源”融合发展成为构建新型电力系统的必然要求ღ✿ღ★。
2024年12月30日19时45分ღ✿ღ★,国网湖南长沙供电公司供电服务指挥中心调度员陈明收到了智能助手“光明”的提示ღ✿ღ★:“监测到10千伏荷塘变电站金星一回线分钟后出现过载ღ✿ღ★,为保障供电可靠性和设备安全ღ✿ღ★,已为您推荐负荷转供方案凯发国际官网ღ✿ღ★,请确认ღ✿ღ★。”收到提示后ღ✿ღ★,陈明迅速根据“光明”推荐的方案执行调度操作ღ✿ღ★,仅用时约1分钟ღ✿ღ★,便成功消除了该线路的重过载风险ღ✿ღ★。
“光明”是国网长沙供电公司自主开发的可解释人工智能应用ღ✿ღ★,于2024年12月19日正式亮相ღ✿ღ★,并随即在国网长沙供电公司“上岗”ღ✿ღ★。自2024年迎峰度冬以来ღ✿ღ★,国网长沙供电公司依据“光明”生成的方案ღ✿ღ★,提前对14条线路的运行方式进行了调整ღ✿ღ★,完成了91户双电源客户的电源倒换ღ✿ღ★,有效保障了电力供应的稳定ღ✿ღ★。
国家电网公司大力开展人工智能技术在电力领域的应用探索ღ✿ღ★,已建成覆盖公司总部和27家省级公司的统一开放人工智能技术创新平台ღ✿ღ★,推动电力与算力协同赋能ღ✿ღ★。
全力布局人工智能战略性新兴产业发展ღ✿ღ★,成为电力企业积极应对能源转型挑战ღ✿ღ★、破解新型电力系统源网荷储协同难题的关键举措ღ✿ღ★。
21世纪以来ღ✿ღ★,全球面临的气候变化和能源安全的双重挑战愈发严重ღ✿ღ★,事关全人类未来生存和发展ღ✿ღ★,各国都在不断寻找化解挑战的最优方案ღ✿ღ★。党的十八大以来ღ✿ღ★,以习同志为核心的党中央站在统筹构建人类命运共同体和实现中华民族伟大复兴战略全局的高度ღ✿ღ★,向全世界作出力争于2030年前达到碳排放峰值ღ✿ღ★、努力争取2060年前实现碳中和的庄严承诺ღ✿ღ★。
当前ღ✿ღ★,能源利用形式正在快速从碳密集型化石燃料向低碳ღ✿ღ★、可再生能源过渡ღ✿ღ★。在我国39魔域ღ✿ღ★,能源活动碳排放占二氧化碳排放总量的88%左右ღ✿ღ★,而电力行业碳排放又占能源行业碳排放的42%左右ღ✿ღ★。新能源发电替代传统化石能源发电已成为能源领域减碳的关键路径ღ✿ღ★,电力行业成为应对气候危机ღ✿ღ★、实现减碳的“关键战场”ღ✿ღ★。
因此ღ✿ღ★,新型电力系统承载着能源转型的历史使命ღ✿ღ★。新型电力系统以确保能源电力安全为基本前提ღ✿ღ★,以满足经济社会发展电力需求为首要目标ღ✿ღ★,以新型电网为枢纽平台ღ✿ღ★,以源网荷储互动与多能互补为支撑ღ✿ღ★,具备清洁低碳ღ✿ღ★、安全充裕ღ✿ღ★、经济高效ღ✿ღ★、供需协同ღ✿ღ★、灵活智能的特征ღ✿ღ★。
构建新型电力系统有利于保障能源安全ღ✿ღ★,破解“资源逆向分布”困局ღ✿ღ★。我国风光资源富集区和负荷中心呈逆向分布ღ✿ღ★。目前ღ✿ღ★,我国不断提升“西电东送”“北电南供”和跨省跨区电力互济能力ღ✿ღ★,实现了能源资源大范围优化调配ღ✿ღ★。与此同时ღ✿ღ★,新型储能技术的快速发展提升了系统调节能力ღ✿ღ★,增强了极端天气等特殊情形下的系统韧性水平ღ✿ღ★。
新型电力系统将实现“两个转变”ღ✿ღ★。一是从“源随荷动”到“源荷互动”ღ✿ღ★。在新型电力系统中ღ✿ღ★,电能不再是单向流动ღ✿ღ★,虚拟电厂ღ✿ღ★、电动汽车ღ✿ღ★、可中断负荷等用户侧优质调节资源将成为充分参与电力平衡的“产消者”ღ✿ღ★。如四川资阳配电网负荷“精准画像”系统ღ✿ღ★,聚合分布式光伏与电动汽车资源ღ✿ღ★,形成200万千瓦可调节负荷ღ✿ღ★,相当于少建40座大型火电厂ღ✿ღ★,在极端天气等情况下ღ✿ღ★,仍可保障源荷平衡ღ✿ღ★。二是电网形态由“以大电网为主”向“主配协同”转变ღ✿ღ★,配电网已成为承载电力低碳发展的智慧型枢纽ღ✿ღ★,分布式电源已成为其最主要的特征ღ✿ღ★。山东ღ✿ღ★、河南等省份ღ✿ღ★,积极推动配网侧分布式新能源“光储充一体化”“共享储能”等创新模式ღ✿ღ★,引导用户侧发电积极参与电网运行调节ღ✿ღ★,推动分布式光伏健康有序发展ღ✿ღ★。国家能源局最新数据显示ღ✿ღ★,截至2024年年底ღ✿ღ★,我国分布式光伏发电累计装机达3.7亿千瓦ღ✿ღ★,是2013年年底的121倍ღ✿ღ★,占全部光伏发电装机的42%ღ✿ღ★。在发电量方面ღ✿ღ★,2024年分布式光伏发电量3462亿千瓦时ღ✿ღ★,占光伏发电量的41%ღ✿ღ★。
从技术突破来看ღ✿ღ★,我国输变电技术领先世界是从特高压工程建设投运开始的ღ✿ღ★,新型电力系统建设ღ✿ღ★,实现了从特高压“主动脉”到数字孪生“神经末梢”的革新ღ✿ღ★。数字孪生等新技术不断赋能配电网ღ✿ღ★,为电网运维装上“千里眼”ღ✿ღ★。如2022年江苏电网无人机自动巡检作业量超过52万架次ღ✿ღ★,提前发现ღ✿ღ★、消除输电铁塔缺陷及通道隐患4.2万处ღ✿ღ★,缺陷发现效率大大提升ღ✿ღ★,由此节约运维成本约2亿元凯发K8国际娱乐官网入口ღ✿ღ★。
从机制创新来看ღ✿ღ★,应推动市场与政策“双轮驱动”ღ✿ღ★。新型电力市场当前正处于多点突破的高速发展上升期ღ✿ღ★,国内电网与发电企业协同攻坚ღ✿ღ★。市场方面ღ✿ღ★,全国统一电力市场加快建设ღ✿ღ★,国家电网公司省间电力现货市场转入正式运行ღ✿ღ★,中长期市场连续开市ღ✿ღ★,辅助服务市场基本实现全覆盖ღ✿ღ★,市场化交易规模持续扩大ღ✿ღ★。政策方面ღ✿ღ★,适应新能源参与的市场交易机制持续健全ღ✿ღ★,绿电绿证交易市场持续完善ღ✿ღ★,电碳价格传导机制逐步健全ღ✿ღ★。国家电网公司有效挖掘源网荷储各环节灵活调节资源ღ✿ღ★,促进新能源高比例市场化消纳ღ✿ღ★。
新型电力系统的构建过程ღ✿ღ★,不仅是一场技术革命ღ✿ღ★,更是一场关乎人类命运的能源“长征”ღ✿ღ★。从西藏阿里“光伏+储能”工程解决高海拔地区用电难题ღ✿ღ★,到江苏农村“共享充电桩”助力新能源汽车下乡凯发国际官网ღ✿ღ★,到哈尔滨亚冬会实现100%绿电供应ღ✿ღ★,这场能源革命正在让“用上电”升级为“用好电”ღ✿ღ★。中国正以科技之力ღ✿ღ★、制度之智凯发国际官网ღ✿ღ★,书写着绿色能源的未来ღ✿ღ★。
福建莆田ღ✿ღ★,站在轮渡凭栏望ღ✿ღ★,远处海面上ღ✿ღ★,有着“南国蓬莱”之称的湄洲岛郁郁葱葱ღ✿ღ★,绿意盎然ღ✿ღ★。走近这个全国首座“零碳岛”ღ✿ღ★,记者才感受到ღ✿ღ★,这座绿色岛远远不止眼前的绿ღ✿ღ★。
汽笛声声中ღ✿ღ★,轮渡缓慢靠岸ღ✿ღ★。阳光橙ღ✿ღ★、森林绿ღ✿ღ★、天空蓝……一条延绵数十米的“彩虹”风雨连廊ღ✿ღ★,将乘客从轮渡码头引至湄洲岛内ღ✿ღ★。意想不到的是ღ✿ღ★,这连廊是光伏建筑一体化产品ღ✿ღ★,通过在风雨连廊上铺设光伏ღ✿ღ★,把岛上丰富的光资源转化为电能ღ✿ღ★,并利用全省首个“多端互联低压柔性微电网”就近提供给周边的居民ღ✿ღ★。
这只是湄洲岛全场景绿电示范项目的一个缩影ღ✿ღ★。除此之外ღ✿ღ★,岛上还藏着风光互补的路灯ღ✿ღ★、喇叭花造型的风机ღ✿ღ★、光能地砖ღ✿ღ★,它们各显神通ღ✿ღ★,为海岛传送绿色动能ღ✿ღ★。
从码头出来ღ✿ღ★,游客骑着共享自行车ღ✿ღ★、电单车徜徉碧海蓝天间ღ✿ღ★。自从有了电动汽车“三公里充电圈”39魔域ღ✿ღ★,岛上公交ღ✿ღ★、旅游观光接待车全部实现电动化ღ✿ღ★。在湄洲岛供电公司的积极服务下ღ✿ღ★,海岛旅游餐饮业等进行了厨房电气化改造ღ✿ღ★,“全电烹饪”成为新潮流ღ✿ღ★。随着“风光储充”微电网项目的落地ღ✿ღ★,湄洲岛还打造了“光伏+水厂”的“中水回用工程”ღ✿ღ★,实现了绿电治污ღ✿ღ★。
而清洁能源占比以及电气化率的不断提高ღ✿ღ★,对海岛配电网的安全稳定及消纳能力也提出了更高要求ღ✿ღ★。湄洲岛着力推动配网转型升级为高能级配电网ღ✿ღ★,在全国范围内率先投用海岛级光纤差动自愈配电网ღ✿ღ★,能够满足分布式电源ღ✿ღ★、微电网ღ✿ღ★、柔性负荷接入的需要ღ✿ღ★,同时实现故障自愈时间从秒级进一步缩短至毫秒级ღ✿ღ★。
国网湄洲岛供电公司副总经理蔡哲透露了一个令人振奋的数据ღ✿ღ★:目前ღ✿ღ★,湄洲岛77%的电能都来自清洁能源ღ✿ღ★。而他们的脚步不止于此ღ✿ღ★,未来湄洲岛将持续推进高电气化率ღ✿ღ★、高绿电覆盖ღ✿ღ★、新能源100%消纳ღ✿ღ★。