新疆资源禀赋好、互补优势强、电网结构坚强，拥有“三基地一通道”的战略定位，在构建新型电力系统中具有得天独厚的优势。如今在新疆，一场有关新型电力系统的探路之旅也已拉开序幕。
“绿色煤电”兜底
辽阔的新疆戈壁，阳光炙热，光伏板发出的电能，照亮了千家万户;狂风呼啸，成片的风叶矗立在戈壁滩上，源源不断地发出绿色电能。
新疆在构建新型电力系统中具有得天独厚的优势。因能源资源储量大、品质优、种类集全、开发条件好、互补性强，新疆被称为大型能源“聚宝盆”——九大煤电基地、九大风区、三大油气基地和全域光伏，这“九九三全”让新疆成为我国十分重要的能源接续区和战略性能源储备地。
今年，国家电网有限公司围绕碳达峰碳中和目标，加快构建新型电力系统，推进新型电力系统示范区建设，新疆南疆与西藏藏中、河北张家口一起成了首批确定的3个新型电力系统地区级示范区。
建设初始，许多问题亟待解决。
新疆煤炭预测储量2.19万亿吨，约占全国的40.5%，新疆电网既承担了新疆本地区电力供应责任，又肩负中东部电力供应任务，因而必须将新能源安全经济最大化开发利用和促进煤炭等化石能源清洁高效利用放于同等重要的地位。在此背景下，煤电的清洁化利用势在必行。
国网新疆电力有限公司董事长、党委书记谢永胜表示，煤电+碳捕捉与封存(CCS)技术的应用推广，是解决能源转型过程中能源电力供应保障问题的有效手段。
“我国二氧化碳地质封存潜力约为1.21万亿~4.13万亿吨，所在位置与我国煤炭分布基本吻合，按照当前能源电力碳排放数据来看，二氧化碳地质封存潜力空间巨大，为煤电+CCS技术应用创造了条件和可能。”谢永胜说。
碳捕捉与封存是一种将二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接注入地层以实现二氧化碳永久封存的技术。在新疆，塔里木盆地、准噶尔盆地、吐哈盆地等地质封存条件良好，封存潜力空间巨大，经初步评估，新疆二氧化碳封存潜力达千亿吨，远高于煤电清洁低碳发展需求。
“煤电+CCS技术是新疆新型电力系统建设的兜底保障条件，煤电加装CCS设备后可降低90%的二氧化碳排放，是促进煤电清洁化利用的关键措施。”国网新疆电力经济技术研究院(以下简称“新疆经研院”)副总工程师、新型电力系统规划研究中心兼能源发展研究中心主任宋新甫告诉记者。
宋新甫介绍，为实现“煤电兜底”与“绿色低碳”和谐共处，国网新疆电力正在深入开展二氧化碳地质封存潜力空间评估和煤电+CCS成本分析，统筹封存潜力和煤炭储量，助力优化煤电发展布局。
据了解，结合碳达峰碳中和发展目标、能源电力清洁电力转型发展和国家电网有限公司构建新型电力系统行动方案，聚焦示范区发展定位，国网新疆电力初步提出了构建新疆新型电力系统示范区建设“1225”总体思路。
具体来说，国网新疆电力将在电源发展路径上，推动新疆新能源集中式基地化开发，打造吐哈、准东、准北、南疆环塔里木千万千瓦级新能源基地，最大化发展水电，依托CCS技术，推动煤电向清洁低碳发展，向兜底保障性电源转变，着力构建清洁低碳多元供给体系;在系统调节发展路径上，推动各类调节资源发展，着力构建成本可接受、资源充沛的调节体系;在负荷发展路径上，持续拓展电能替代广度、深度，充分挖掘工业、建筑、交通等行业替代潜力，提升终端用能电气化水平，推动电制氢等新型可控负荷发展，引导负荷侧各类资源全面参与需求侧响应;在电网发展路径上，加快柔性直流、数字化、智能传感等新技术、新设备应用，建强疆内“保供网”，构建疆内跨多能源基地和跨省区异步柔性“外送网”，推动交直流电网融合发展，推进电网向能源互联网转型升级，打造坚强高效、智能开放的资源优化配置平台。
调节资源辅助
高比例“风光”接入后，电力系统出力的不确定性强，“极热无风”“晚峰无光”“大装机、小电量”等问题突出。
宋新甫认为，要解决上述问题，近期首先需要进行火电灵活性改造。为增加新疆电网的系统调节能力，目前，国网新疆电力正加快推动火电灵活性改造，进一步完善火电参与调峰辅助服务市场机制，调动火电参与灵活性改造和调峰积极性。
此外，从中期来看，抽水蓄能和新型储能、远期燃氢电站和新型储能的发展模式，促进了技术突破和体制机制创新的共同驱动，将进一步推动各类调节资源的发展。
在新疆哈密市天山乡三道沟，新疆哈密抽水蓄能电站建设正如火如荼。作为“十四五”期间新疆电网建设的重要储能项目之一，该项目总装机容量120万千瓦，计划年发电量13.68亿千瓦时，年抽水电量18.23亿千瓦时，建成后将承担起哈密乃至新疆大容量储能服务，对增强当地电网调峰能力、优化哈密电源结构起到积极作用。
“新疆抽水蓄能电站纳入中长期规划规模为3900万千瓦，抽水蓄能电站需要‘应开尽开、能并尽并’。”国网新疆电力发展策划部规划一处副处长周专表示，新疆抽水蓄能电站可开发规模3660万千瓦，在建工程有阜康和哈密两座抽水蓄能电站，国网新疆电力正在推动阿克陶、阜康东等电站建设。
除了抽水蓄能电站，在新疆，越来越多储能电站也在筹备建设中。以新疆首座共享储能电站——哈密市十三间房共享储能电站为例，建成后它将充分利用多个发电企业、电力用户的发用电时空互补性，提升提升电力系统在灵活性，实现降本增效。
“储能是解决新能源并网消纳在重要手段，储能电站的建设将实现传统电网在调频、调峰、削峰填谷等功能的优化，解决新能源间歇性发电限制、并网限电等问题。”新疆哈密供电公司电力调度控制中心主任助理张艳丽表示。
此外，国网新疆电力还通过研发多元储能联合控制、分布式调相机、新能源场站实测建模、电力电子型负荷建模等技术，进一步提升了南疆电网调频、调压、惯量支撑、功角稳定等支撑能力;应用基于南疆沙尘天气的新能源功率预测技术，实现了沙尘预测，实现了南疆清洁能源、分布式电源功率预测在线建模及优化;强化源网荷储各环节协同互动，充分挖掘公用电厂等电源侧资源，并在负荷侧引入了电采暖、电动汽车等调节资源;聚焦仿真分析、在线状态感知等技术，构建了完善的仿真分析和状态感知体系、智能调控中心，精准评估了电网的运行风险。
网互联升级
新疆地域南北跨度大，其九大风区、各地州光伏之间有明显的时空互补优势。宋新甫认为，大电网平台可充分挖掘新疆地域气候差异、负荷高峰时差等特点，优化配置新能源，实现新疆东部与西部、南疆与北疆在昼夜、季节上风光互补，电力互济。
2010年以来，国家电网持续加大新疆电网投资力度，建成以乌鲁木齐为中心，东至哈密，西到博州、伊犁，南延喀什、和田，北联阿勒泰的750千伏骨干网架。750千伏骨干网架东西横跨2000千米，南北贯穿3300千米，覆盖地域130余万平方公里，由此，新疆电网形成了“内供四环网”主网架格局。
为推进新型电力系统建设，国网新疆电力在内供网架方面加强电网南北互济能力，在建成吐鲁番—巴州—库车Ⅱ回750千伏输变电工程的同时，正在研究提升南北疆电力互补能力在方案。“在外送通道方面，我们将持续推动吉泉直流核增配套新能源，提升在运特高压直流利用效率和新能源占比，加快推进疆电入渝特高压直流建设。”新疆经研院新型电力系统规划研究中心副主任辛超山表示。
如今的新疆不仅有“内供四环网”，还有了“外送四通道”。2010年11月，750千伏新疆与西北联网第一通道建成投运，结束了新疆电网孤网运行历史;2013年6月，750千伏新疆与西北联网第二通道建成投运，疆电外送能力提升至200万千瓦;2014年1月，±800千伏哈密南—郑州特高压直流输电工程投运，疆电外送第三通道建成;2019年9月，±1100千伏准东—皖南特高压直流输电工程投运，疆电外送第四通道建成，外送能力达2500万千瓦。
6月24日，准东—皖南±1100千伏特高压直流输电工程输电功率提升至900万千瓦，再次刷新了全球输电功率纪录。“这意味着该工程每天可向华东地区输送电能2.16亿千瓦时，相当于燃烧6.6万吨标准煤产生的电能，可以满足安徽省居民约2天的生活用电需求。”国网新疆电力检修公司昌吉换流站站长王鸿做了一个测算。
在多种电力外送保障机制的基础上，国网新疆电力还创新形成了“多控制区协同配合、多电源类型互济共赢”的偏差解决机制，促使配套火电能够增发。国网新疆电力紧盯电力市场需求，“见缝插针”组织疆电外送交易，做到外送电量应送尽送。今年1~10月，疆电外送电量突破千亿千瓦时大关，达1024亿千瓦时，同比增长23%，一定程度上缓解了国内部分省份电力供应紧张的状况。
“我们将进一步开展关键技术攻关，探索出一条具备示范意义的新型电力系统建设之路。未来，新疆将形成稳定可靠的外送供应，打造满足华北、华中、华东等地区用电需求的新基地，不断扩大疆电外送规模，为新型电力系统建设提供新疆解决方案、贡献新疆力量。”谢永胜表示。
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