【消纳】国网推动“三北”可再生能源大规模外送

国家电网公司推动“三北”可再生能源大规模外送

助力东中部城市清洁发展

3月，北京最后一座燃煤电厂停机备用，这标志着北京成为全国首个全部依靠清洁能源发电和外受电的城市。大力使用清洁能源是推动城市能源转型、实现清洁低碳发展的关键。近年来，国家电网公司认真落实《大气污染防治行动计划》，支持和服务可再生能源发展，通过加快跨区电网建设、组织新能源大范围交易、强化全网统一调度，推动“三北”地区大量可再生能源外送至东中部消纳，为东中部城市全面推进电能替代和治理雾霾，走清洁发展道路做出积极贡献。

使用远方可再生能源电力实现东中部城市清洁发展转型

电是二次清洁能源，东中部城市实现清洁发展转型，需要全面实施电能替代，通过以电代煤、以电代油，切实提高电能在城市能源消费的比重。在当前煤炭产业去产能、严格控制东中部煤电发展的背景下，东中部城市替代的电能还必须是来自清洁能源。但目前北京、天津等东中部一线城市的清洁能源比重低，能源转型压力大。截至2016年底，北京、天津发电总装机分别达到1103万、1467万千瓦，水电、风电、太阳能发电等可再生能源装机占比均不到15%，未来必须提高可再生能源电量消费比重。

从东中部一线城市可再生能源资源禀赋看，目前北京、天津水能资源匮乏，清洁发展需要依靠风能和太阳能。根据中国气象局最新资源普查数据和相关研究结论，北京、天津80米高风能资源的开发潜力分别仅为39万、46万千瓦，分布式光伏发电开发上限分别为460万、360万千瓦。按全部开发本地可再生能源测算，未来北京、天津本地可再生能源装机占比分别达到约30%和20%，可再生能源发电量占本地用电量的比例仅为5%和6%，对优化电源结构、推动能源转型的作用非常有限，客观上决定了一线城市仍然需要大量接受外来可再生能源电力。

积极推动可再生能源跨区外送可再生能源外送电量规模创新高

加快可再生能源配套跨区电网建设，为“三北”地区可再生能源能源大规模外送创造条件。目前纳入大气污染防治行动计划“四交四直”特高压输电工程全部开工建设，已建成投运宁东～浙江±800千伏特高压直流工程、锡盟～山东1000千伏特高压交流工程、蒙西～天津南1000千伏特高压交流工程、哈密～郑州±800千伏特高压直流工程，线路长度合计达到5168公里，输送能力3300万千瓦，对西北和蒙西地区可再生能源外送东中部地区消纳发挥了重要作用。加快推进酒泉～湖南±800千伏特高压直流工程、扎鲁特～山东±800千伏特高压直流工程、准东～皖南±1100千伏特高压直流工程，线路长度合计达到6941公里，输送能力3000万千瓦。

积极组织可再生能源跨区交易，扩大可再生能源消纳市场。2016年，北京电力交易中心挂牌成立，发挥大电网、大市场、大平台优化配置能源资源的优势，全年开展各类交易1200余次，完成包括可再生能源在内的市场化交易电量7907亿千瓦时，同比增长59%。组织可再生能源跨省跨区交易电量3332亿千瓦时，同比增长10.3%。其中，完成国家计划、政府间协议2760亿千瓦时，同比增长11.7%;多措并举组织市场化交易572亿千瓦时，同比增长3.9%。创新可再生能源市场化交易方式，开展电力援疆、新疆可再生能源外送电量增加3.69亿千瓦时;开展可再生能源跨区直接交易，通过宁东～浙江特高压输电线路完成可再生能源直接交易电量18亿千瓦时;开展跨区风火发电权交易，宁夏新能源替代上海火电机组0.74亿千瓦时。组织启动跨区跨省现货市场，2017年1月份，组织现货交易共计105笔1.8亿千瓦时。

充分发挥大电网优势，加强全网调峰资源和通道富余送电能力的集中监控，尽最大可能利用现有跨区线路输电能力输送可再生能源。低谷时段将跨省跨区送电功率提高，最大限度输送新能源。东北电网通过提高高岭背靠背直流低谷时段送电功率，增加风电外送华北电网电量。2015、2016年东北电网送华北电网的风电电量分别为53亿、61亿千瓦时，占东北电网风电年发电量的比例为13%、14%。华北电网利用蒙西外送通道低谷富余容量，增加蒙西风电电量外送。2015、2016年蒙西送华北电网风电电量分别达到85亿、84亿千瓦时，占蒙西风电年发电量的比例分别为33%、29%。

通过多方面的努力，近年来“三北”地区可再生能源外送至东中部电量不断提高。风电和太阳能发电等可再生能源外送电量从2010年1.5亿千瓦时提高到2016年的363亿千瓦时，年均增长150%。

着力打破省间壁垒提高“三北”可再生能源外送电量比例

虽然目前“三北”地区可再生能源外送东中部的电量不断提高，但支撑东中部一线城市实现清洁发展转型还不够。按照2020年北京、天津可再生能源消费电量占本地用电量比例均达到20%测算，需要接受外来可再生能源电量分别约为194亿、162亿千瓦时，而2016年全年接纳的可再生能源电量仅为45亿、36亿千瓦时。

未来需要大力提高东中部一线城市接纳外来可再生能源电量比例。但当前突出问题是，可再生能源跨区外送面临严重的省间壁垒。国内经济形势尚未回暖，电力供大于求，可再生能源由于没有配套的国家计划，加之具有随机性，带来辅助服务问题，跨区消纳的壁垒更加突出。目前，各地政府普遍对省间交易进行行政干预，干预力度不断加大。部分省份经济主管部门要求电网企业在本省发电机组达到一定利用小时数前，不得购买低价外来电，严重制约可再生能源跨区外送。

当务之急是加快构建全国统一电力市场，建立有利于打破省间壁垒、促进可再生能源跨区消纳的电价机制和配额制度。完善中长期和现货市场交易体系，搭建可再生能源参与的跨区资源优化配置平台，通过市场机制推动打破省间壁垒，促进可再生能源在更大范围消纳。推动落实可再生能源配额制度，支持建立配额制和绿色证书交易相结合的市场化补贴政策，积极制定“十三五”分年度东中部地区各省可再生能源电量占比指标，明确消纳责任，建立考核机制。

西北电网借力大数据提升新能源消纳水平

当前，大数据在各个领域的应用发展所带来的信息风暴正在变革我们的生活、工作和思维，大数据开启了一次重大的时代转型。作为正向能源互联网转型的传统电力行业，电力大数据的到来为电力行业的发展注入了新的活力。

我国新能源主要集中在“三北”地区，其中西北电网的新能源比重最大，由此带来的新能源消纳矛盾也日渐突出。国家电网公司西北分部高度重视新能源消纳工作，国家电网公司副总工程师、西北分部主任、党组书记王风雷在西北分部2017年工作会议上指出“要站在服务党和国家发展大局的高度，充分认识解决这一问题的重要性和紧迫性。要边研究边探索，边改进边提升，争取尽快解决弃风、弃光问题”。

由于影响新能源消纳的因素众多，各因素之间又互相影响，而大数据的核心价值就在于揭示事物之间相关性，利用大数据挖掘可以有效量化各影响因素之间关联关系。为破解新能源消纳难题，西北分部深化大数据平台应用，将大数据分析技术与新能源消纳需求深度融合，建立了海量实时/历史数据平台，整合SCADA、交易、设备故障、天气预测等系统数据，基于大数据挖掘，对影响新能源消纳的众多因素进行深度分析，在新能源分析预测、电力交易、防范电网风险等方面开展积极的探索与实践，取得了良好的成效。

依托数据平台深化运行消纳分析

以调度运行需求为导向，开展新能源运行的大数据分析。西北分部从电量波动、电力波动、风电瞬时出力与负荷的占比、负荷高峰风电同时率等多方面分析新能源运行的自身特性和新能源与电网的交互影响，基于历年运行数据创新提出新能源保证出力算法，为方式安排和实时调度运行提供了详实的数据决策参考依据。按照国家电力调控中心新能源“三基”工作要求，西北分部编制了工作模板，涉及“基础资料”、“基础信息”、“基础分析”三大类，近200项指标，每项指标具体到数据来源、数据格式、指标意义、应用范围和上传方法，旨在统一新能源基础数据，截至2016年底已累计产生上百万条数据，为水电及新能源运行分析提供了数据基础。

以新能源优先调度评价为基础，开展新能源消纳大数据分析。西北分部建设了新能源运行数据分析平台，开发了新能源年度、月度、日前计划编制及风电优先调度评价指标体系，收集电网涉及新能源消纳的各种数据，从新能源消纳空间、断面限制和调峰能力等方面以日、周、月、年为周期对新能源消纳情况展开详细分析，有针对性的指出不同省区面临的新能源消纳难点，根据各省区不同特点完善新能源消纳规则，促进新能源有序消纳。

深度数据挖掘实施精细管理

西北分部建立以省级间联络线管理为核心的新能源消纳体系，打破经验型电网分析传统，利用大数据对联络线管理和新能源消纳进行协同化、智能化的精确分析，为机制和标准的优化完善提供更有力、更深入的支撑。西北分部率先提出主、分控制区联合参与新能源调节模式，实现了省区内的水火风光协调、优化运行。同时针对新能源大省建立符合其运行特性的管理考核标准，实现了差异化管理。

西北分部基于短期交易平台，通过大数据分析实现交易的智能匹配、安全校核等辅助决策功能，完成电网调度及交易数据融合。同时强化新能源实时消纳能力计算，精准决策新能源增量跨省、跨区现货交易，并深度解析各省区负荷、发电特性，利用数据挖掘精准分析省际间互济能力及互济时段，创新建立省间峰谷互济新模式，提出并实施了陕青调峰互济交易和联网通道新能源互济交易。2016年通过交易平台累计开展日前、实时交易1795笔，增发新能源13.68亿千瓦时;开展主控制区置换1459笔，增加新能源发电量14.47亿千瓦时;开展陕青调峰互济472笔，增加新能源消纳电量10.02亿千瓦时。从2016年12月底开始开展联网通道新能源互济交易，截至目前已开展43笔，交易电量1.05亿千瓦时，有力促进了新能源消纳工作。

构建核心指标提升预测精度

由于传统预测方法无法体现某些因素对新能源发电的影响，限制了其应用范围和预测精度，而应用大数据技术，建立各类影响因素与新能源预测之间的量化关联关系，可以有针对性地构建新能源预测模型和考核指标。针对新能源预测实用化中存在的问题，西北分部在新能源预测常规考核指标的基础上，提出了调和平均数准确率、修正均方根准确率、绝对偏差/等效负荷、典型时段绝对偏差/备用等实用化指标，并组织中国电科院和各省调深入分析现阶段预测模型存在的问题，不断提升新能源预测准确率，2016年新能源预测准确率同比提升了3个百分点。

辅助调度决策防范电网风险

西北分部利用故障统计大数据，分析气候因素、局部环境与电网故障的相关性，总结出各季节天气情况与常发故障类型及故障设备的关联关系，有针对性编制春夏秋冬反事故预案，并根据恶劣天气情况，针对重点地区、故障常发类型提前制定预控措施。同时还开展了基于大数据的电网灾变故障研究，利用大数据平台中设备历史检修和故障信息，提前预测各时段运行方式下的电网重载断面、危险点，为调度员提前预控提供辅助决策。

未来，西北分部将持续分析西北新能源消纳存在的技术瓶颈，充分利用大数据分析平台，为新能源消纳全过程管控提供技术支撑，做到新能源分省海量数据在线稽查、新能源实时消纳全局展示、弃风弃光精细化统计，不断提升新能源消纳水平。

甘肃“破冰”新能源消纳

敲定弃电率年降10%目标

甘肃新能源的消纳问题正在破冰。

日前，甘肃省电力公司相关人士向《中国能源报》记者表示，“甘肃电力将力争弃风弃光矛盾在2017-2018年得到有效缓解，由2016年弃风率43%、弃光率30%逐年下降10%，至2020年根本解决新能源消纳问题，弃风率、弃光率控制在5%以内。”

解决弃电问题后，“陆上三峡”将实至名归。

当地市场空间有限

外送通道容量受限

甘肃是我国风能和太阳能资源最为丰富的地区之一。近年来，甘肃紧抓国家能源战略转型升级机遇，加快转变能源发展方式，完善能源产业体系，电力装机结构和生产结构持续优化。数据显示，截至2016年底，甘肃电力装机4825万千瓦，是全省最大负荷的3.6倍，其中风电1277万千瓦、光电686万千瓦，新能源占总装机的41%。2016年，新能源发电增长5.83%，高于全省发电量增速8.07个百分点，占全省发电量的比重为16.19%，比上年提高1.23个百分点，有力带动和支撑了全省经济社会快速发展。

在新能源发展取得积极成效的同时，甘肃也遇到了新能源消纳问题，弃风弃光问题日益凸显。数据显示，2015年全年甘肃弃风率为39%，弃光率为31%。2016年新能源消纳形势更加严峻，全年弃风率为43%，位列全国之首;弃光率30%，仅次于新疆，位列第二。

“究其原因，受经济下行影响，省内一些工业企业用电负荷下降。数据显示，2016年1-8月，全省用电量同比均为负增长，9月开始转正，2016年全省用电量同比下降3%，是全国用电量增速降幅最大的省份，电力市场拓展空间有限。”甘肃省发改委主任周强介绍，“甘肃主要通过四条750千伏特高压交流线路外送电，输电能力约330万-500万千瓦，并且与新疆和青海共用，新能源电力外送通道容量限制很大。”

外谋跨区实时交易

内推多项电能替代

目前，酒泉-湖南直流特高压已启动双级高端调试，将于5月投运。国家能源局《关于支持甘肃省创建新能源综合示范区的复函》中明确要求，确保该工程年输送新能源电量占比40%以上。根据规划，该工程年送电可超过400亿千瓦时，40%则意味着工程年输送新能源发电超过160亿千瓦时，这与2016年前10个月甘肃风电和光伏发电量基本持平。

除湖南外，甘肃还将加强与江苏、天津等省市的对接，争取达成受电协议，开展跨区域中长期交易，积极协调国家电网，通过匹配甘肃与受端市场的发用电计划，帮助甘肃开展跨区域电力实时交易。据了解，该举措成效明显，一季度，甘肃电力采用“集中代理”的模式开展现货交易，完成送河南及华东电网电量2.19亿千瓦时。

同时，甘肃将通过推进“以电代煤、以电代柴、以电代气(汽)、以电代油”工作，支持以新型储能、智能微电网等为支撑的新能源示范城市建设，打造具有国际影响力的“无煤城市”，多措并举提高新能源消纳水平。此外，甘肃还将推动利用新能源弃风弃光电价在河西地区引入项目，提高就地消纳能力。

需建全国电力市场

推动统一调峰调度

“甘肃的新能源消纳问题不能孤立看待，国家应该出台政策，打破省间壁垒，构建全国电力市场，开展新能源全国统一调峰、统一调度工作，充分利用西北区域跨省及全国跨区域调峰能力，促进甘肃新能源在全国范围内消纳。”甘肃电力相关人士介绍。数据显示，今年一季度，甘肃电力加强协调沟通，通过跨省互济、交易、置换等措施增加新能源消纳，与陕西、宁夏、青海、新疆开展日前及实时主控区置换、西北跨省交易、甘新互济交易共543笔，增发新能源电量3.48亿千瓦时。国家电网统一调度协调，解决了甘肃因电网调峰能力不足的新能源受限问题。

同时，甘肃将推动开展自备电厂与新能源发电权交易，为新能源腾出发电空间。严格加强热电联产机组的批复管理，建立辅助服务市场，提高火电机组深度调峰的积极性。全面深化电力改革，建立和完善市场主导的电价形成机制，推动形成在全国具有竞争力的大工业电价水平，切实增强能源核心竞争力。此外，推行节能发电调度办法，扩大新能源参与大用户直购电的范围和规模，探索“互联网+新能源”发展模式，促进甘肃新能源在更大范围消纳。

数据显示，通过上述措施，今年一季度，甘肃新能源弃风弃光率为24.48%，同比大幅下降。3月份风电最大发电出力、新能源最大发电出力、新能源日发电量、月度新能源、月度风电发电量均创历史新高。

【风电供暖】

清洁采暖+造峰用电

新疆电力全力消纳新能源，消纳电量占比达31.8%，远超5.19%全国平均水平

“以前每个供暖季开始天就变得灰蒙蒙的，从来没见过这么蓝的天!”4月7日，新疆乌鲁木齐，湛蓝的天空与天山山脉融为一体。望着巍峨的博格达峰，环卫工人李冬梅说出了自己的心里话。

2016年，国网新疆电力公司充分利用市场和政策手段，使新能源消纳实现了逆势增长，新能源消纳电量同比增加了93亿千瓦时，达到286.6亿千瓦时，占新疆电网售电总量的31.8%。也就是说，新疆百姓家里约3盏照明电灯中，就有1盏用的是风电、光电，远远超过5.19%的全国新能源消纳平均水平。

大力推进电采暖风电供暖进入百姓家

新疆，有着得天独厚的清洁能源发展优势，可谓“风光无限”。9大风区可开发利用面积达15万平方公里，可装机容量超过8000万千瓦，约占全国四成。

位于乌鲁木齐东南方的达坂城地区，便是9大风区中开发建设条件最好的地区，全年风速平均，破坏性风速和不可利用风速极少发生。达坂城风力发电厂，也成为了目前我国最大的风能基地，12个月均可开机发电。

“烧炉子取暖的日子终于结束了，今年一整个冬天，家里都20多度了，特别暖和，风车电就是好!”4月7日，家住乌鲁木齐达坂城的村民孙亚凤看了一眼室内温度计、摸了两下暖气片高兴地说。

年过七旬的孙亚凤，在达坂城靠烧煤炉度过了一个又一个严寒的冬季。每年12月到1月，一旦遇到极寒天气，室温不足10摄氏度，家里的水龙头都结了冰。因此，孙亚凤落下了关节炎的老毛病。

2016年，乌鲁木齐清洁能源供暖示范项目正式在达坂城落地实施，终于解决了这一难题。清洁供暖示范项目投入使用后，孙亚凤和周边上百户居民成为乌鲁木齐第一批享受到清洁能源供暖的客户。

作为国家确定的风电清洁供暖试点重点地区，达坂城地区可以说是风力凶猛，风电系统也比较成熟。如今随着清洁能源供暖试点工作的完成，这些风力终于找到了自己的“用武之地”。

乌鲁木齐供电公司营销部电力需求侧管理专责刘鹏涛介绍，达坂城地区的风电清洁供暖示范项目，是把风电场多余无法并网的电量，通过电锅炉对水加热，将电能转化为热能，并以公用电网作为基础，解决了风电不稳定的问题。该项目每年能够消纳达坂城风区清洁电力1.2亿千瓦时，与原有供暖设施相比，可减少标煤消耗4万吨，减排二氧化碳10万吨、氮氧化物280吨，这将大大促进新能源就地消纳。

据该公司营销部主任周宜介绍，2017年，乌鲁木齐供电公司全年计划新增电采暖260万平方米，力争将乌鲁木齐打造成为全疆首个标准清洁替代综合试验区。

造峰用电探索“弃风电”精准投放新模式

为了缓解新疆较为严重的“弃风弃光”现象，对于已经初步实现电采暖的区域，如何利用“弃风电”补充供给，真正做到降本增效显得尤为重要。今年以来，国家电网公司会同国网新疆电力探索新能源风电消纳的新途径，在弃风时段增加用电需求，造峰用电、减少弃风。

2016年10月17日，乌鲁木齐高铁片区火车站北广场电采暖弃风供热项目正式投入使用，这种低成本、无污染、高效率的供热方式可保证乌鲁木齐站周边43万平方米的建筑采暖需求。

随着客户侧电采暖系统的补充完善，电力需求响应试点应运而生，成为探索新能源消纳的又一有效途径。

2017年3月10日16时10分，新疆电力调控中心根据实时风电出力和来风情况，通过调度台直拨电话及调度管理系统，向电力需求响应平台下达需求响应预令，邀约调峰负荷3万千瓦。需求响应平台立即向接入响应平台的用户进行邀约，明确响应负荷量、响应时段及响应时长等信息。乌鲁木齐高铁新区北广场成功反馈，可响应增加用电设备3台8兆瓦电极式锅炉，预计响应负荷约2万千瓦。17时整，用户侧电锅炉负荷启动执行需求响应方案，需求响应平台随即对3台电锅炉的响应负荷、响应电量数据进行监测、记录、检验。19时顺利完成首次响应，用户最大响应负荷1.8万千瓦，响应时长为120分钟，响应电量约3万千瓦时。此次需求响应首次成功实现了将电力需求响应作为可调资源与风力发电联动互补，填补了国内空白。

通过信息化手段，将电力需求响应平台、用电信息采集系统与电力调度管理系统等进行功能对接，监测用户相应需求及响应负荷、响应电量执行情况，最终实现电力需求响应与风力发电联动互补。指向化的“弃风”供电模式得以实现，为新能源本地消纳提出了更高的要求。

需求响应模式对于探索新能源消纳途径意义重大，相较于零散的电采暖用户，企业或公共场所硬件配置更加完整，响应更加迅速，响应电量也更加集中。下一步，国家电网、新疆电力公司将继续优化需求响应平台功能，完善技术手段，创新商业模式及补偿机制，在更大范围内予以推广。随着“弃风”采暖工作的不断完善，精准投放新模式将会在更大范围内予以推广。

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国家电投

额敏风电清洁能源供暖项目首个供暖期圆满结束

近期，额敏风电清洁能源供暖项目圆满完成2016—2017年冬季供暖任务，供热指标符合建设部规定参数，实现首个供暖期安全运行。

该项目作为塔城地区新能源供热示范项目及重要民生工程，利用风电清洁供暖技术替代燃煤锅炉供暖，改变了城市供热结构，在实现节能减排的同时，就地消纳风电，缓解弃风限电，对“电气化新疆”发挥了良好示范作用。