華北電網：提升網架輸送能力提高新能源利用水平

文/史沛然 韓 亮 褚溫家

截至2021年7月31日，華北電網新能源裝機達15 763萬千瓦，同比增長31.5%，占總裝機容量的三分之一。2021年1—7月，華北電網新能源累計發電量達到1 763億千瓦時，同比增長51.3%，累計發電量占發購電量比例為17.3%，其中5月6日，新能源最大電力達9 822萬千瓦（考慮跨區凈受入），為同時電網負荷的48%。

2021年年初以來，國家電網有限公司華北分部貫徹落實國家電網有限公司“碳達峰”“碳中和”行動方案，攻堅新能源送出“卡脖子”難題，提升網架輸送能力和新能源利用水平，多項關鍵指標達到歷史最優。

1 打破新能源送出瓶頸

2021年4月15日，隨 著500千伏林彥一線輸電線路完成大功率單相瞬時人工接地并成功重合閘，國網華北分部完成錫盟特高壓系統人工短路系列試驗。試驗通過對比實測數據與全電磁暫態仿真結果，驗證了大規模新能源實測建模、全電磁暫態仿真和電力系統0.1秒短時過電壓耐受能力標準的有效性。

錫盟特高壓工程、張北—雄安特高壓工程的新能源送出系統均為大基地、遠距離送出系統，“雙高”特點突出，故障后系統短時過電壓現象較為嚴重。此前，由于缺少精細化的電力系統耐壓能力標準，新能源送出功率還需根據現行標準下電力系統0.5秒短時過電壓耐受能力標準確定，送出功率受到限制。

2021年4月，國網華北分部推進全電磁暫態仿真研究，首次完成大規模新能源集群機組及其動態無功補償裝置的實測電磁暫態建模與校驗，應用全電磁暫態仿真實現大規模新能源送出能力分析。同時，該分部細化提出電力系統0.1秒短時過電壓耐受能力標準，完成“雙高”系統新能源大出力工況下的人工接地短路試驗，提高了錫盟特高壓工程、張北—雄安特高壓工程送端的新能源送出能力極限。研究成果應用后，錫盟特高壓工程、張北—雄安特高壓工程的新能源送出最大電力較之前分別增加153%、43%。

2 深度挖掘電網調峰潛能

2021年2月4日，華 北電力調峰輔助服務市場最大出清電力823萬千瓦，創新高，增加新能源發電量2 246萬千瓦時。國網華北分部優化調峰輔助服務市場運營，調動網內調峰資源，通過市場機制不斷引導火電機組釋放調峰潛力，推動網內全部709臺總容量2.58億千瓦火電機組參與市場運行。

2021年3月6日，隨著設備側裝表聯調工作完畢，河北唐山凱源集團開始參與調峰市場運行。凱源集團利用電窯爐設備線性可調節特征，將主要的生產時段調整至電網調峰困難時段，在滿足生產用電的情況下響應電網調峰，日均響應電量超過40萬千瓦時。

國網華北分部率先建成源網荷儲協同互動調控平臺并建立相應的商業模式，將電動汽車、儲能、大工業等負荷側資源納入電網優化調度和實時閉環控制。這些負荷側資源作為獨立主體，可以參與調峰輔助服務市場獲取收益。目前，華北電網已接入電動汽車充換電站、分布式儲能電站、電采暖、大工業等10余萬個可調節負荷資源終端，容量達到854萬千瓦。

“接入源網荷儲協同互動調控平臺后，我們月均參與電網調峰響應收益超過100萬元，消納新能源電量1 000萬千瓦時?！宾翁┠茉垂究偨浝硗踔姓f。鑫泰能源公司作為聚合商引導其代理的北京海房供熱公司電采暖資源參與華北輔助服務市場，夜間將蓄熱電采暖用電功率從1萬千瓦提高到2.5萬千瓦，提供了1.5萬千瓦調峰空間，整個供暖季可提供調峰響應電量約700萬千瓦時。

3 持續提升系統調節能力

2021年5月28日，國 網華北分部員工主動與大唐國際發電股份有限公司對接，按照京津唐電網火電機組調節能力提升獎勵辦法，提供“一對一講解”“多專家會診”等形式多樣的服務。該分部提出了火電機組深調技術指標體系，通過精準激勵和高標準指標設置，增強火電機組調節能力，適應高比例新能源接入后的電網安全控制要求。

并入京津唐電網的很多電廠改造意愿迫切，但對于政策、技術把握不好。國網華北分部組織骨干力量開展線上、線下技術服務活動，優先推進具備較好改造條件的發電企業改造。改造后，在滿足機組最大供熱要求的情況下，涿州熱電1號機、國津電廠1號機分別增加28%、24%的調峰能力。截至6月底，并入京津唐電網的11家電廠23臺共1084萬千瓦容量的機組完成了調節能力改造，釋放調節能力共計150萬千瓦，兌現了8.3億千瓦時獎勵電量。

國網華北分部推動建設華北電力調峰容量市場，發揮市場作用，穩定火力發電企業收益預期，促進火電機組開展深度調峰改造，目前已組織32臺總容量1 516萬千瓦的火電機組實施20%深度調峰改造（供熱期間最低發電能力降至機組額定功率20%），組織8臺262萬千瓦火電機組實施30%～50%調峰改造（供熱期間最低發電能力降至機組額定功率的30%～50%）。這些機組改造完成后，預計可提升系統調節能力350萬千瓦，相當于增加800萬千瓦～1 000萬千瓦的風電機組建設空間，預計全年可增加200億千瓦時新能源發電量。

國網華北分部將繼續攻堅張家口、承德、錫盟等新能源基地送出“卡脖子”難題，推動分布式調相機建設，不斷提高網架送出能力；主動和政府主管部門溝通，持續推動華北電力調峰容量市場建設運營，加快推進火電機組深度調峰改造，力爭3年內完成京津唐電網全部火電機組改造工作；推動物理電網和拓撲電網信息融合，打造華北電網調控運行全息管控平臺，為構建以新能源為主體的新型電力系統貢獻力量。