“十四五”末，山东风电、光伏装机将占该省发电装机的40%至48%，电力调节灵活性压力很大，这要求山东必须加快构建新型电力系统以应对新能源大比例接入。
作为工业大省，山东产业结构偏重、能源结构偏煤，这些特征使其在建设新型电力系统时压力巨大。如何迎难而上，抓住新旧动能转换这个“牛鼻子”，探索出一条适宜山东省发展的新型电力系统建设路径，是摆在国网山东省电力公司(简称“国网山东电力”)面前的一道难题。
尤其是近年来，山东省不断对可再生能源做“加法”，能源结构优化明显加快，同时也面临着电力电量平衡难度陡增的压力。在新型电力系统建设中，国网山东电力依托自身能源结构特色，通过具体落地的项目工程，不断探索统筹“源网荷储”协调一体发展，旨在实现供需主动平衡。
既是火电大省也是新能源大省
随着近几年新旧动能转换不断向纵深发展，目前，山东省已编制完成了新能源产业、氢能、海上风电等规划，70个县纳入国家整县分布式光伏发电开发试点，数量居全国首位。如今的山东，不仅是火电装机大省，还是光伏总装机量第一大省。
记者从国网山东电力获悉，今年一季度，山东可再生能源装机总量突破6000万千瓦，达到6124万千瓦，增长31%。其中，光伏装机达3493.4万千瓦，占全省清洁能源发电容量的54.8%，位列全国第一，成为山东电网新能源的龙头。此外，以垃圾、秸秆等为燃料的的生物质能发电装机，也是全国第一。截至2021年底，山东并网生物质发电装机容量396万千瓦，是2015年的2.6倍。
“山东光伏发电装机容量全国第一，特别是分布式光伏发电装机容量已占到全国22%。新能源的快速发展对电网调节能力提出更高要求，电网稳定性问题越来越突出，建设新型电力系统的需求异常迫切。”国务院政府特殊津贴专家、国网山东省电科院首席专家孙树敏接受记者采访时直言，山东电网网架结构比较坚强，但随着新能源快速增长，对山东电网的影响已不是简单的消纳问题，而是如何保障电网稳定。“山东今年2月份新能源消纳率比去年同期略有降低。其根源是山东省电源结构以火电为主，由于新能源增长强劲，调峰资源相对匮乏。”
“我们测算，‘十四五’末，山东风光的装机比例可达40%至48%，电力调节灵活性压力很大，所以山东必须加快构建新型电力系统以应对新能源大比例接入。”孙树敏说。
当前，山东新能源发展迅猛，由于新能源出力与负荷特性匹配度不高，“极热无风”“晚峰无光”等波动性、间歇性缺点越发凸显，进一步增大了电力平衡难度，新能源消纳面临挑战。
深度探索“源网荷储”协同一体
如何助推新能源充分消纳，提前筹谋解决山东省“十四五”期间电网调节能力不足的问题?国网山东电力正因地制宜深度探索具有当地特色的新型电力系统，尤其是其聚焦的统筹“源网荷储”协同一体发展，有效地提升了山东电网平衡调节能力和新能源消纳能力。
国网山东电力调控中心王勇介绍，我国以煤为主的资源禀赋，以及煤电稳定、可调、可控的特性，决定了煤电在相当长时期内仍将承担保障能源电力安全的重要作用。因此，煤电的清洁高效利用至关重要。据国家能源局统计数据，2021年，全国煤电以不足50%的装机占比，生产了全国60%的电量，承担了70%的顶峰任务，发挥了保障电力安全稳定供应的“顶梁柱”和“压舱石”作用。
在“源”侧，国网山东电力推动煤电向基础保障性和系统调节性电源并重转型，通过煤电机组供热改造、灵活性改造、节能降耗改造“三改联动”，深挖各类机组调节调峰能力;同时，持续优化电源3-7天出力滚动预测，风电、光伏预测精度分别提升至93.3%和94.1%，通过合理安排机组运行，实现传统煤电和新能源的耦合发展。在“荷”侧，引导各类市场主体参与电力需求响应调节，建成首批100个低压海绵台区，优化电动汽车、分布储能、智能家居等用能互动，促进分布式光伏就地消纳。在“储”侧，山东不仅将新型储能纳入其能源发展“十四五”规划重点，还出台了全国首个储能示范应用实施意见，建成全国首个电池储能技术实验室。按照山东省能源局的规划，其最终目的是实现商业化储能，彻底盘活储能应用市场。
山东省正全力推动储能业务“稳步跑”。数据显示，今年一季度，山东并网各类储能电站37座，调峰能力不断增强。以近日并网的国网系统单体容量最大、并网电压等级最高、完全市场化运营的莱芜孟家独立储能电站为例，投产运行后将年均增加新能源消纳电量1亿千瓦时。“当前，核准在建文登、潍坊以及泰安二期抽水蓄能电站3座，全部建成投运后，山东抽水蓄能装机容量将达到700万千瓦。”王勇向记者透露。
“山东省的独立储能走在全国前列。”孙树敏表示，“山东是首个执行容量补偿电价的省份，也是首批独立储能电站参与现货交易的省份，我们希望通过落地示范的工程项目支撑新型电力系统构建。”
着手构建东部特高压通道
支撑大规模清洁能源并网，坚强的智能电网至关重要。如今，山东已全面建成以特高压为骨架、各级电网协调发展、分布式能源灵活接入的坚强智能电网。未来，将加快完善省内特高压交流环网骨干网架，推动构建“东电西送、北电南送”的网架格局，打造“网架坚强、智能高效、灵活自愈、全景透明、互联互济”的现代配电能源互联网。
国网山东电力将聚焦胶东半岛核电、海上风光能源基地发展，以烟台1000千伏特高压工程为重点，着手构建东部清洁能源向全省配置的4回“东电西送”特高压通道。鲁北盐碱滩涂地是山东省千万千瓦级的新能源建设基地，为了把这些绿电输送出去，国网山东电力正在完善北部500千伏电网架构，加快建设潍坊、滨州、东营区域500千伏新能源汇集工程，形成北部可再生能源基地“北电南送”的4站8回500千伏输电通道。“同时，服务鲁西南采煤沉陷区‘光伏+’基地和整县分布式光伏规模化开发等可再生能源发展，我们将科学统筹规划、优先就地就近并网消纳，建设智慧化配电网，提升清洁能源‘优化配置’能力。”相关负责人称。
业内人士指出，随着技术进步和规模化发展，风电、光伏的发电成本已与火力发电基本持平，但为解决风电、光伏发电带来的电网调峰问题，无论是通过建设抽水蓄能电站、化学储能电站，还是进行火电机组灵活性改造，都需要大量投资，从而推高到户用电价格。同时，火电机组深度调峰，又会降低火电机组利用率，增加火力发电的固定成本，也会推高到户用电价格。因此，要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，通盘谋划，传统能源逐步退出必须建立在新能源安全可靠的替代基础上。风电、光伏等清洁能源，必须在确保电网安全稳定的前提下，在社会可承受的用电价格约束下持续健康发展。
