蓝天碧海中,白色的风机高高耸立,巨大的桨叶随风转动……在珠海三角岛桂山二期风电场,由南方电网广东电网公司自主研制的8兆瓦级大容量海上风电机组一体化测试平台正式投运,将有力支持广东海上风电大容量机组规模化发展走在全国前列,这是新型电力系统的众多落地成效之一。
建设以新能源为主体的新型电力系统是南方电网服务国家“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标要求的重要举措。近年来,南方电网广东珠海供电局从能源供给、配置与消费侧采取一系列扎实举措,并通过“互联网+”智慧能源、智能电网、综合能源管理等支持清洁低碳能源发展,让珠海这座宜居城市天更蓝、山更绿、水更清、环境更优美,推动珠海市碳排放达峰、中和走在全省前列,助力国家实现“双碳”目标。

珠海市金湾区海域的海上风电场在2020年11月底顺利并入南方电网管辖的珠海电网。
服务新能源接入消纳,加快构建现代化电网
在能源供给环节,推动非化石能源加快发展,是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要举措。
奔赴“双碳”目标,珠海已经按下“快进键”。“珠海具有良好的先天条件,‘十三五’期间新能源方面的发展非常迅速。”珠海供电局电网规划中心总经理杨昆列出了一组数据,“比如全市风电的装机容量,2015年只有65兆瓦,2020年底就到达475兆瓦,增长了7倍;光伏发电的装机容量,2015年只有10兆瓦,2020年底是143兆瓦,将近是原来的14倍。此外,珠海还有95兆瓦的生物质发电装机容量。”
根据规划,“十四五”期间,珠海的风电将预计建设200万的装机容量,集中式光伏将预计达到132万的装机容量。预计到2025年,珠海市新能源占比将达到50%以上。为此,珠海供电局将大力推动能源供给侧结构优化调整,全力服务新能源接入和消纳,目前已实现所有新能源100%接入、电量100%消纳。
相比传统的化石能源发电,风、光等新能源具有随机性、波动性、间歇性等问题,如何确保电网持续可靠供电、安全稳定,成为新型电力系统的重大挑战。安全、可靠、绿色、高效、智能因此成为电网建设的关键词。
“对于珠海而言,新型电力系统的建设要以安全高效的输电网和灵活可靠的配电网为基础,我们通过‘保底电网’规划思路推进坚强电网建设,保障大电网安全稳定运行,并开展‘分层分区,自治自愈’高可靠配电网建设,为新能源并网和消纳奠定坚实的电网基础。”杨昆介绍。
珠海供电局从网架优化完善、设备防风加固、线路电缆化、变电站户内化等方面建成投产24项重点工程,做好安全可靠的城市保底电网建设、更高标准对澳供电保障能力建设、差异化标准的沿海电网建设三篇大文章,并先行先试在3座220千伏变电站创新开展高压并联电抗器的建设和运行,保障珠澳联网的电压稳定性,也为后续大容量海上风电接入系统积累规划和运行经验。
与此同时,该局还按照“两联两界三分段”的规划思路积极推进配网网架和自动化建设工作,珠海的配网线路可转供电率达到98.22%,馈线自动化覆盖率超过99%,馈线自动化有效覆盖率超过95%,自愈覆盖率达到90%,各项指标在广东电网各供电局中均排名前列,为供电可靠性提升提供有力支撑。近5年来,珠海供电可靠性多次在全国地级行政区域中位列第一,达到世界一流水平。
横琴是全国首个全区域通过20千伏公用线路供电的地区,珠海供电局创新明确了“双链双闭多分布”的配电网规划思路,目前已建成一体化多层级自愈高可靠配电网,并实现20千伏“双链环”网格化闭环运行和三遥点光纤全覆盖,有力支撑横琴粤澳深度合作区的经济发展。

珠海金湾供电局运维人员在调控智能柱上开关监控终端,启动低压电网的自动化功能。
此外,随着高比例新能源的接入,未来电网形态将由交流电网为主的传统电网,向交直流混联的复杂电网转变。
在珠海唐家湾,依托国家能源局首批“互联网+”智慧能源示范项目进行的世界首个、总容量规模最大的多端柔性直流配电网工程,建立了多端柔性直流配电网技术体系,研发应用了核心功率器件和关键直流设备。这不仅是中国建设直流配电网、推进能源互联网技术的重要探索,也是新型电力系统下新型电力装备实现“着力提高利用效能”目标的具体体现。
在珠海清华科技园,珠海供电局还开展了光伏、储能、充电桩一体化直流微网的建设,积极探索直流微电网并网与孤岛无缝切换技术、直流微网能量管理系统等前沿技术的实践。
以数字化促进智慧化,不断提升用户获得感
新能源大规模发展已成为趋势,更重要的是,如何通过数字化、信息化以及人工智能等多种方法,推动电力系统“源、网、荷、储”各环节协调互动。
要破解“靠天吃饭”的难题,杨昆认为,电网作为消纳高比例新能源的核心枢纽作用会更加显著。“电网将广泛接入和消纳新能源,以及大量多元负荷的接入,电力系统的潮流、电压和暂态特性将会呈现极大不确定性,这对新型电力系统的建设是一个很大的挑战,电网未来发展如何适应,‘数字赋能’将是主要方向,珠海供电局在多个领域积极探索数字电网建设。”
针对供澳输电线路,珠海供电局不断开展智能输电示范建设,以业务数字化与人工替代为实施主线,规模化集成应用“云大物移智”技术,建成数字输电功能模块与对澳供电智能输电线路走廊,实现巡视全流程自动化、智能安全全过程管控、应急智能辅助决策等输电核心业务数字化,促进输电运维管理提质增效。
2021年11月26日,南方电网首批新一代智能变电站试点工程——110千伏平西变电站建成投产,该变电站利用图像识别、传感器、巡检机器人等智能设备,实现无人化巡视及智能化操作。
为有力促进新能源消纳,珠海供电局开发了应用区块链技术开发多交易体系的虚拟电厂管理功能,支持阶梯报价、申报曲线、申报容量等多种申报模式,可支持集中、分布式光伏及其他可控负荷参与虚拟电厂运营。
此外,珠海供电局还开发了支持面向建筑的能耗及碳排数字孪生可视化管理系统,构建了“建筑-楼层-重点场景”三级建筑能管模型。“比如根据某栋大楼里温度、湿度、电流、电量的变化情况,生成具有针对性的智能控制策略,从而通过该系统实现对灯具、空调、窗帘、插座等设备的定时开关、自动调节等远程一键控制,并可以实现对设备异常用能状态的自动告警和断电处理,防范可能出现的用电事故。”杨昆介绍道。
用户侧管理的硬件层面,珠海目前已实现智能电表100%覆盖。以此为基础,珠海供电局还在积极推动新一代智能电表的应用,可以发挥用户能源网关的作用,为用户提供更多增值价值,并具备多元交互与能源管理、安全与透明用电、智能感知、精准运维等多种高级功能,实现电网侧与用户侧的双向智能、高效管理。

10月20日,珠海香洲供电局完成TOD公交充电站新建双回路电源的接入,进一步满足重要公共交通枢纽的供电保障需求。
“随着新能源接入比例的不断提升,未来电能的绿色属性将会越来越凸显,终端能源消费‘新电气化’是实现‘双碳’目标的一项重要措施,其中充电桩建设就是电能替代的重要举措之一。”杨昆介绍,随着新能源车辆的普及,大量车辆同时充电会给电网带来不小的负荷压力。“充电桩也具有‘双向’特性,电动车作为充电桩的使用者,它们既是用电的主体,也可以成为储能的主体,既可消纳新能源,也可以在新能源出力波动的情况下发挥稳定电网供需平衡的积极作用。”
应用大数据、微服务架构,珠海供电局构建了智慧能源大数据云平台,建立新能源数据模型,并开发了分布式资源管理平台,实现对光伏、充电桩、储能等分布式资源的数据采集和状态监测,充分挖掘分布式资源价值,促进和引导分布式资源的有序发展。长远来看,这也是推动电力行业高质量发展、实现碳达峰、碳中和目标的必要之举。
未来,珠海供电局将进一步通过构建新型电力系统,加快关键技术突破、体制机制创新,以数字技术助推能源消费革命,助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系,推动城市绿色低碳高质量发展,提供安全稳定、价格实惠的绿色电力,助力打造珠海电网“双碳”样板间。