夏日的沈阳,浑河两岸绿意正浓。在中德(沈阳)高端装备制造产业园,连片的屋顶光伏板整齐排列,为工厂提供动能。今年2月,沈阳入选国家首批新型电力系统建设能力提升试点城市,也是东北地区唯一入选城市。
作为国家碳达峰试点城市,沈阳新能源发展持续提速,2025年全市新能源装机容量同比增长53.98%。沈阳新能源资源主要集中在北部的康平县、法库县,而用电负荷集中在南部主城区及中国(辽宁)自由贸易试验区沈阳片区。这种“北源南荷”的格局,叠加新能源出力的波动性,对电网的优化配置能力与系统调节能力提出了更高要求。
沈阳构建新型电力系统的思路是“强主干、活末梢、聚资源”。“强主干”就是建强骨干电网,确保新能源送得出,大电网稳得住;“活末梢”是让配电网更加智能灵活,能够承接海量的分布式资源;“聚资源”则是把分散的电源、储能和可调负荷聚合起来,实现精准调控。“当前,我们正加快推进中德产业园智能微电网、虚拟电厂管理平台、国能沈西新一代煤电、辽中景合100兆瓦混合储能电站四大示范项目建设,持续优化电源结构,增强电网韧性,提升电力系统调节能力,构建具有沈阳特色的新型电力系统。”沈阳市发展和改革委员会能源综合处副处长李思操介绍。
建强网架 提升系统韧性
智能电网是新型电力系统的重要组成部分,是适应高比例新能源快速发展的物理基础。截至5月底,沈阳新能源装机容量达到609.41万千瓦,占电源总装机容量的60.51%。高比例新能源接入,意味着电网必须具备更高的韧性与灵活调节能力,以适应清洁低碳的发展格局。
围绕新型电力系统建设目标,沈阳电网网架基础不断夯实。“沈阳位于辽宁中部,是承接外来电的枢纽。”沈阳供电公司发展策划部副主任张阔介绍。经过多年建设,当地已形成以多座500千伏变电站、各类区域电厂为支撑,500千伏“两环一心两通道”、220千伏“三区双环多通道”为骨干网架,66千伏与10千伏多级互联、协调运行的电网结构,为新能源的大规模汇集与高效消纳提供了坚实保障。
既要夯实骨干网架保障新能源送出,也要建强智能灵活的配电网,来承接海量分布式资源。“十四五”末,沈阳配电容量达到1940.9万千伏安,共有10千伏配电线路2504条、总长度为2.8万千米。沈阳电网线路联络率和“N-1”通过率已分别提升至81.11%和76.68%,供电可靠性、转供能力与抗风险能力显著增强。面向新型电力系统建设,一场针对配电网的智能化改造加速推进。当前,沈阳供电公司全力开展配电自动化与故障自愈建设,计划到2028年实现主干馈线自动化全覆盖,提升电网自我修复能力。
为了应对高比例新能源接入带来的系统惯量下降问题,沈阳在辽中区布局了景合100兆瓦混合储能电站。“这个项目采用‘飞轮+锂电’技术路线,飞轮负责毫秒级调频,锂电负责长时储能,提升电网运行稳定性。”项目经理王俊峰告诉记者。
6月5日,沈阳供电公司组织调度、运检等专业的员工前往辽中景合100兆瓦混合储能电站开展联合验收,协助完善项目自动化及网络安全措施,提高储能电站入网安全水平。现场,多组标准化储能电池舱整齐列阵,舱体红白配色醒目,风冷散热装置和安全警示设施已全部就位。项目投运后可将电网一次调频响应时间压缩至69毫秒左右,调节精度提升至±0.8%,能像减震器一样,瞬间稳住电网频率波动。
打通链路 低压侧资源可调可控
随着沈阳高端装备、汽车等千亿级产业集群不断壮大,战略性新兴产业产值占比已达33.5%。作为国家级国际合作园区,中德产业园集聚了高端制造业产能,对供电可靠性和电能质量要求极为严苛。然而,园区内分布式光伏出力峰谷曲线与企业用电负荷曲线并不吻合——这既是园区的困境,也是沈阳能源转型面临的问题。正因如此,中德产业园成了沈阳智能微电网与虚拟电厂两大新型电力系统试点的核心载体。“我们坚持以点带面、先试后推,就是要在这里打磨出成熟可靠的样板,把‘中德经验’推广到全市。”李思操说。
园区内现有73座分布式光伏电站,总装机容量超11万千瓦。过去,这些电源多独立运行,不能直接参与电网的统筹调节。
“这正是‘省-地-配-微’多级协同调度体系要解决的问题。”国网辽宁省电力有限公司调度控制中心自动化处专责凌兆伟告诉记者,“我们要打通从省级主网到园区微网的链路,解决低压侧资源‘可观、可测’却‘不可控、不可调’的问题。”
多级协同调度体系要发挥作用,获取数据是第一步。在华晨宝马里达工厂北侧停车场,记者看到停车场旁的汇流站内安装着一个方形小盒子——低压分布式电源与可控负荷信息采集控制终端。这类终端就像延伸到用户侧的神经末梢,能够实时采集分布式电源、储能和可调负荷的运行数据。目前,沈阳供电公司已在中德产业园安装了27个终端。
“以前,我们是看不到这些数据的。”沈阳供电公司电力调度控制中心自动化专责赵斌说,“现在,‘采-传-存’的环节被打通了,数据可以通过园区新建的‘光纤专网+5G虚拟专网’双高速通道,以毫秒级时延汇聚到调度‘大脑’。”
赵斌所说的“大脑”指的是园区云能量管理系统。该系统由国网辽宁电力完成顶层设计,国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司)定制化研发,构建了多维度的调控资源池,纳入低压分布式电源、储能及可调负荷的相关数据,不仅能实时监测每一块光伏板的出力、每一台储能设备的状态,还能将气象数据与分布式电源直采信息融合,精准预测未来几小时的光伏发电曲线。
基于精准预测与实时监控,云能量管理系统在园区内部实现了高效的“削峰填谷”:当午间光伏大发而企业处于用电低谷时,系统会自动指挥储能设备充电;当企业生产线满负荷运转时,储能设备则及时放电补充缺口。以华晨宝马里达工厂为例,节假日用电低谷期,该系统提前预测到光伏大发可能造成反送,随即控制可调储能充电,促进新能源电量消纳。
依托“省-地-配-微”多级协同调度体系,如今,园区级的微网也能直接参与大电网的平衡。“以前我们主要盯着火电厂和集中式新能源场站,现在通过这套智能调度系统,调度员可以直接调节园区内的有功功率和无功功率。”赵斌介绍。在午间新能源大发或断面重载等场景下,该系统通过引导充电桩有序充电、控制储能充放、优化光伏发电出力等手段,平抑潮流波动,提升供电可靠性。
东北工业集聚区用能体量大、可调节资源多,这是参与电网互动的独特优势。这种精准调控模式不仅能提升局部区域的新能源电量消纳水平,还能让更多工业园区负荷侧资源参与电网调节。该模式在中德产业园持续完善,未来可为东北地区同类工业园区提供可复制、可推广的解决方案,助力传统工业集聚区逐步转变为电网“灵活调节器”。
创新机制 激活绿电价值
绿电发出来了,如何消纳好?在沈阳的解决方案中,“省-地-配-微”多级协同调度体系扮演了关键角色。“这套体系就是要实现源网荷储的深度互动,让绿电能在负荷侧精准消纳、物尽其用。”赵斌说。
在中德产业园华晨宝马铁西工厂,600千瓦柔性可控光充直流微网超级充电站已投运一年有余,可实现新能源汽车平均充电5分钟续航300千米。近期,充电站完成技术升级,新增了具备放电功能的充电桩,并进入调试阶段。
“等充电桩正式投用,车主可以让车辆在电价低谷时段充电、在高峰时段向电网放电,既能赚取峰谷差价,又能助力电网削峰填谷。”赵斌介绍。未来,园区内5000余个充电桩都可接入车网互动平台,使分散的新能源汽车变成一个个“充电宝”,为电网提供灵活调节能力。
中德产业园供电所展示了另一种降碳的可能。供电所楼顶安装了46千瓦的光伏阵列和充放电量为45千瓦时的储能系统,为整栋建筑提供着稳定可靠的清洁电力。“我们正在探索零碳供电所的标准样板。”该所所长刘洪源告诉记者,“借助数字化手段开展能效诊断和安全评估,这里实现了全年用电自给自足和碳排放动态清零。”
为增强企业低碳行为变现能力,中德产业园参照全国碳市场逻辑,创新试点碳积分机制。该机制依托能碳管理平台,将企业的能效水平、能耗情况及减排贡献等折算为碳积分,从而量化低碳成效。
“碳积分机制就是想鼓励企业变‘被动减排’为‘主动降碳’,让企业的每一项低碳投入都可量化、可增值。”中德产业园产业发展部零碳园区项目负责人陈卓介绍。积分充足的企业可享受绿电交易、能源配置优先权益及绿色信贷支持。园区还将搭建内部碳积分交易体系,打造“主动降碳、低碳获益、良性循环”的发展格局。
为将园区内分散的电源、负荷及储能资源纳入规范化管理,国网辽宁电力规划建设了园区级灵活自主交易平台。目前,该平台一期架构已基本搭建完成。按照规划,一期工程主要用于实现市场成员的注册、内部合同签署、电量申报以及内部结算,以规范园区内的发电、用电流程。未来,该平台还将推进二期工程建设,整体对接省级电力交易平台参与现货市场结算,从而满足新能源主体入市交易及绿电结算的需求。
从建强适应高比例新能源的主干网架,到依托中德产业园构建微网精准调控模式,再到以碳积分和电力交易平台激活绿电价值,沈阳正立足“北源南荷”的资源禀赋与工业重镇的用能特征,走出一条符合老工业基地实际的电力低碳转型路径。预计到2030年,沈阳将构建起区域互联互通、区内互济互保、源网荷储深度互动的电力系统,为工业城市的可持续发展提供坚实支撑。(记者:高艺睿 通讯员:张爱萍、史灵丰)
