煤電與新能源聯(lián)營打造智慧園區(qū)路徑探討

——以山東魯北高新技術(shù)開發(fā)區(qū)為例

周紅松

《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》明確提出，鼓勵園區(qū)開展工業(yè)綠色低碳微電網(wǎng)建設(shè)，推進(jìn)多能高效互補(bǔ)利用。大唐魯北發(fā)電有限責(zé)任公司以在役運(yùn)行和規(guī)劃建設(shè)的火電機(jī)組作為大型調(diào)峰電源，為山東魯北高新技術(shù)開發(fā)區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能提供基礎(chǔ)保障，并與園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地實(shí)現(xiàn)聯(lián)營共建。通過煤電與新能源的深度聯(lián)營構(gòu)建智能微電網(wǎng)，促進(jìn)園區(qū)向綠色低碳發(fā)展方式轉(zhuǎn)型。

實(shí)施背景

滿足園區(qū)主要企業(yè)生產(chǎn)所需。山東魯北高新技術(shù)開發(fā)區(qū)主要企業(yè)年用電量18億千瓦時。根據(jù)山東省能源局要求，園區(qū)主要企業(yè)的自備機(jī)組將有序關(guān)停，工業(yè)生產(chǎn)將面臨9.5億千瓦時用電缺口。“十四五”期間，隨著園區(qū)新建耗能企業(yè)陸續(xù)投產(chǎn)，用電需求將持續(xù)增長，預(yù)計(jì)將產(chǎn)生40億千瓦時用電缺口。這為探索實(shí)施煤電與新能源聯(lián)營打造智慧園區(qū)創(chuàng)造了條件。

推動園區(qū)綠色低碳發(fā)展所需。大唐魯北發(fā)電公司與園區(qū)企業(yè)距離較近，由公司主導(dǎo)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)向園區(qū)企業(yè)提供綠電，具有較大的可行性。這樣不僅能滿足園區(qū)主要企業(yè)的用電需求，還能助力園區(qū)完成新舊動能轉(zhuǎn)換，推動園區(qū)形成新能源主導(dǎo)經(jīng)濟(jì)發(fā)展用能的新格局。

實(shí)現(xiàn)央企煤電二次創(chuàng)業(yè)所需。通過煤電與新能源深度聯(lián)營，大唐魯北發(fā)電公司在運(yùn)和規(guī)劃建設(shè)的火電機(jī)組，將作為大型調(diào)峰電源為園區(qū)新能源的接入與消納提供基礎(chǔ)保障，解決在園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地送出“卡脖子”問題，實(shí)現(xiàn)“風(fēng)光火儲輸”聯(lián)合調(diào)度，真正打造國家倡導(dǎo)的“源網(wǎng)荷儲”新型電力系統(tǒng)示范。

實(shí)施路徑

在管理運(yùn)營上，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)。根據(jù)山東省能源局有關(guān)文件精神，鼓勵支持中央企業(yè)和地方國企以股權(quán)合作方式建設(shè)煤電與新能源聯(lián)營項(xiàng)目。大唐魯北發(fā)電公司是園區(qū)唯一的中央煤電企業(yè)，園區(qū)內(nèi)某地方國企是該公司的參股企業(yè)，雙方合作多年，為研究實(shí)施煤電與新能源聯(lián)營打造智慧園區(qū)奠定了基礎(chǔ)。大唐魯北發(fā)電公司能夠發(fā)揮能源保供優(yōu)勢，地方國企可發(fā)揮屬地協(xié)調(diào)優(yōu)勢，雙方強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合共同出資成立新的國有控股公司，負(fù)責(zé)項(xiàng)目中涉及的火電、風(fēng)電、光伏、儲能、調(diào)峰鍋爐及局域電網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)營與維護(hù);負(fù)責(zé)與電網(wǎng)公司的聯(lián)網(wǎng)及日常運(yùn)營管理;負(fù)責(zé)以經(jīng)營性模式為園區(qū)主要企業(yè)提供電力和熱力供應(yīng)，收取電費(fèi)、熱費(fèi)。此種模式內(nèi)外運(yùn)營接口少、影響因素少，較經(jīng)濟(jì)可行。

在項(xiàng)目規(guī)劃上，分期建設(shè)、智慧管控。第一期(2023~2025年)：“存量火電+新能源+儲能+電蒸汽調(diào)峰鍋爐”源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目。第二期(2026~2029年)：“增量火電+新能源+儲能”源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目。此外，同步規(guī)劃建設(shè)智慧園區(qū)綜合能源調(diào)度中心提供大數(shù)據(jù)平臺支撐，可實(shí)現(xiàn)對整個園區(qū)能源系統(tǒng)的全面感知、全景監(jiān)控、全面分析，對不同能源類型、用能負(fù)荷進(jìn)行智能調(diào)控，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”一體化綜合智慧管理，降低用能成本。

發(fā)展優(yōu)勢

送出通道優(yōu)勢。通過探索實(shí)施煤電與新能源聯(lián)營，在當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)有新能源接入能力的基礎(chǔ)上，利用送出線路和調(diào)峰能力，可為當(dāng)?shù)卦傩略?2萬千瓦新能源送出消納能力，這是短期內(nèi)解決當(dāng)?shù)卮笠?guī)模新能源送出問題的最優(yōu)途徑。

調(diào)峰能力優(yōu)勢。大唐魯北發(fā)電公司火電機(jī)組具備靈活的調(diào)峰能力，雙機(jī)運(yùn)行時，單臺機(jī)組可進(jìn)行啟停機(jī)調(diào)峰，調(diào)峰幅度100%。“三改聯(lián)動”后，調(diào)峰能力進(jìn)一步增強(qiáng)。通過探索實(shí)施煤電與新能源聯(lián)營，將充分利用火電機(jī)組調(diào)峰能力，不占用電網(wǎng)調(diào)峰能力，達(dá)到最大化消納新能源發(fā)電的效果。

土地資源優(yōu)勢。大唐魯北發(fā)電公司在園區(qū)周邊規(guī)劃的風(fēng)光儲一體化基地，選址契合山東省《魯北鹽堿灘涂地風(fēng)光儲輸一體化基地規(guī)劃建設(shè)方案》，符合國家風(fēng)光儲輸一體化大基地規(guī)劃。通過探索實(shí)施煤電與新能源聯(lián)營，可提高土地資源利用率，達(dá)到現(xiàn)有土地資源效益最大化。

節(jié)能減排優(yōu)勢。一期新能源年發(fā)電19.63億千瓦時，相當(dāng)于減排二氧化碳181萬噸、二氧化硫346噸、氮氧化物389噸、煙塵69噸;二期新能源年發(fā)電8.96億千瓦時，每年減排二氧化碳83萬噸、二氧化硫158噸、氮氧化物178噸、煙塵32噸。

保護(hù)電網(wǎng)優(yōu)勢。如果發(fā)生極端情況，當(dāng)大電網(wǎng)遭到破壞后，煤電與新能源聯(lián)營所構(gòu)建的局域網(wǎng)作為分布式電網(wǎng)，不受大電網(wǎng)制約，可快速恢復(fù)正常運(yùn)行，為園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能提供保障，且還能為大電網(wǎng)恢復(fù)正常運(yùn)行提供黑啟動電源，確保能源安全保供、生產(chǎn)生活有序進(jìn)行。

能源結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。目前，園區(qū)僅有50萬千瓦風(fēng)電項(xiàng)目，年發(fā)電量1.38億千瓦時，非水可再生能源占比3.7%。通過探索實(shí)施煤電與新能源聯(lián)營，新能源年發(fā)電量可達(dá)到28.59億千瓦時，園區(qū)非水可再生能源占比將增加到50.6%，可促進(jìn)園區(qū)能源結(jié)構(gòu)向綠色低碳轉(zhuǎn)型。

商業(yè)運(yùn)營優(yōu)勢。新能源所發(fā)綠電全部服務(wù)于園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)用能，綠電指標(biāo)全部留在當(dāng)?shù)兀瑸閳@區(qū)企業(yè)提供優(yōu)惠電價，為園區(qū)企業(yè)產(chǎn)品尤其是出口產(chǎn)品貼上綠電標(biāo)簽，有助于避開歐美碳關(guān)稅壁壘，提升企業(yè)在國際市場上的競爭力。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。儲能系統(tǒng)可利用園區(qū)鋰電企業(yè)所生產(chǎn)的磷酸鐵鋰為原材料，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)儲能電池原材料自產(chǎn)自銷，降低建設(shè)成本，打通循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈條，打造磷酸鐵鋰產(chǎn)銷用一體化新典范。

社會效益優(yōu)勢。從促進(jìn)企業(yè)降本增效看，煤電與新能源聯(lián)營所帶來的能效提升可有效降低園區(qū)相關(guān)產(chǎn)業(yè)成本。同時，新型能源系統(tǒng)所帶來的就業(yè)機(jī)會可增加園區(qū)周邊居民人均可支配收入。另外，新型能源系統(tǒng)可降低能源供給成本，增加政府財(cái)政收入，提高社會福利水平。

預(yù)期效果

一是可實(shí)現(xiàn)分布于不同位置的風(fēng)光火儲及園區(qū)企業(yè)用電、用熱負(fù)荷等集中監(jiān)控管理，并通過數(shù)據(jù)的共享和分析實(shí)現(xiàn)管理的智能化、集成化、遠(yuǎn)程化、圖形化。二是可通過區(qū)域級性能計(jì)算及分析，實(shí)現(xiàn)對能源的總體集成和動態(tài)管理、提升能源綜合利用率、降低碳排放的目標(biāo)。三是可接受大電網(wǎng)發(fā)出的統(tǒng)一調(diào)度指令，監(jiān)控火電、風(fēng)電、光伏、儲能及電鍋爐，實(shí)現(xiàn)由綜合能源調(diào)度中心統(tǒng)一調(diào)度及分配，不占用大電網(wǎng)的調(diào)峰資源，通過系統(tǒng)自身的優(yōu)化調(diào)度實(shí)現(xiàn)100%自發(fā)自用，并為大電網(wǎng)提供應(yīng)急服務(wù)。四是可通過“標(biāo)準(zhǔn)化模塊+個性化定制”相結(jié)合，為每個用能企業(yè)提供最適合的定制化、個性化方案，實(shí)現(xiàn)PC端、移動端等人機(jī)交互，高效便捷。

(作者系大唐魯北發(fā)電有限責(zé)任公司黨委書記、董事長)