1909年，陇原大地上亮起第一盏点灯，那部6千瓦220伏的直流发电机从比利时漂洋过海而来，点亮了整个西北近代工业的希望，也拉开了甘肃有电的历史。
国网甘肃省电力公司（下称“国网甘肃电力”）用百年时间，书写了甘肃发展的恢弘篇章。进入21世纪以来，国网甘肃电力更是进入了飞速发展期。
习近平总书记在党的十九大报告中提出，要推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系。新能源安全消纳已经上升到国家能源战略。
近年来，甘肃大力发展以风电、光伏为主的新能源电力，在优化西部能源结构中起到了关键性的作用。
为促进新能源消纳，国网甘肃电力从加强电网建设、解决电网调峰、以及火电和新能源消纳矛盾入手，用创新的思维、改革的办法、市场的手段，破解难题、积极促进新能源利用，取得了长足发展，成效显著。
不断加强电网建设，提高跨省输电能力
11月的河西走廊，阳光和着凛冽的风，在这片广袤的土地上倾倒着来自大自然的馈赠。透过高速行驶的动车的车窗，可以看到成片的风力发电机和蓝色的光伏板点缀在黄褐色的戈壁滩上，或捕风，或触光，然后将大自然的馈赠转化为无形的电流，最终抵达全国各地。
▲河西走廊上的风力发电机
富有的风、光资源，已经成为丝绸之路黄金段的甘肃，亮向世界的另外一张崭新名片。甘肃省新能源发展速度快、开发潜力巨大。随着全国第一个千万千瓦级风电基地及3个百万千瓦级光伏发电基地在甘肃落成，新能源成为省内第一大电源。
作为全国重要的能源产业基地，截至今年10月，甘肃省发电总装机容量5267.98万千瓦，其中风电1297.19万千瓦，光伏923.57万千瓦，新能源装机占比达42.35%，装机规模位居全国第7位，并且超过火电成为省内第一大电源。甘肃电网已发展成为典型的“绿色电网”。
然而，随着甘肃新能源产业发展迅猛，在能源结构中占比不断攀升，因具有间歇性、波动性、随机性的特点，新能源难以大规模消纳的世界性难题，也在甘肃日益凸显。此前，由于甘肃省内消纳空间有限、外送通道不畅等因素，甘肃曾成为全国弃风弃光最严重的省（区、市）之一。消纳手段不足成为新能源管理的主要瓶颈，弃风弃光成为困扰甘肃新能源发展的一大难题。
“走出去”，是甘肃能源产业必须实施的重大战略。
“依托电网平台，把能源转化为电力，再通过电网输送到华东、华中等地，从而实现甘肃的经济发展。”这是国网甘肃电力发展策划部专责陆军对“走出去”战略最直白的理解。从他的描述中，不难看出作为“走出去”的通道，网架的建设成为了决定交流外送能力的关键。
“2017年6月，甘肃建成±800千伏祁韶特高压直流工程，甘肃电网跨入交直流混联电网的时代，”陆军介绍说，这是全国首个以输送清洁能源为主的特高压直流输电工程。祁韶直流投运以来，输电能力不断提升，外送电量快速增长，甘肃清洁电力送及湖南、湖北、河南、上海等多个省市。截止2019年底，祁韶直流累计外送电量超过400亿千瓦时，有力促进了甘肃各类电源利用小时数的不断提升，实现新能源消纳水平连续三年“双升双降”的目标。
“十三五”以来，甘肃境内电网投资达到523亿元，除了祁韶直流，还建成了750千伏第一、二通道和一系列330千伏送出工程，满足了新能源项目接入和送出需要。2019年750千伏河西走廊第三回线加强工程建成投运，大大提升了甘肃外送能力。
▲河西750千伏第三回线加强工程施工人员在高空作业
甘肃通过西北地区的10条特高压直流通道实现甘电大规模跨区外送，通过18条750千伏线路实现与新疆、陕西、青海、宁夏联网运行，并通过早广线与四川联网运行，形成坚强纽带支撑多省互济、大规模泛在互联。2019年新能源外送电量达136.91亿千瓦时，占甘肃全部外送电量的32.44%，位居全国第一，实现了甘肃新能源在全国范围内资源优化配置的跨越式新突破。
据陆军介绍，国网甘肃电力目前正在全力推进陇东-山东±800千伏特高压直流工程项目前期进度，力争2022年建成投运；积极推动河西第二条特高压直流工程研究，力争纳入国家“十四五”规划研究范围；超前谋划酒泉第二条特高压直流外送通道，积极扩大“陇电外送”规模。同时，继续加强750千伏电网发展，强化西北区域省间电网互济及资源配置能力。
市场规则+保障机制，实现新能源消纳最大化
如果将新能源电力的消纳过程打通来看，也可以形象地看成“生产-调控-市场”的一套流程，而将这套流程标准化的，便是介于三者之间的“无形之手”——规则和机制。
立足甘肃新能源开发现状，国网甘肃电力加速完善以市场化手段消纳新能源的政策机制。在“1+7”市场规则体系与“1+4”保障机制体系的双重指导下，建立健康、有序的电力交易市场，促进新能源电量消纳最大化。
▲“1+7”市场规则体系
“因为负荷是无法控制的，我们无法控制你家里开灯还是关灯，所以只能是你用一度电，我们就发一度电，从而做到实时平衡。”调度控制中心调控处副处长李全茂说，常规能源基本上能做到适时平衡发电，而新能源则存在很大的波动性。“比方说，这时候突然来了一阵风，新能源发电上来了，就把常规能源减下去，相当于在一条直线上挖了一个坑，再用风电将这个坑填上，最终做到发电侧和用电侧仍然处在一条平衡的直线上。”李全茂形象地描述调峰，“挖的坑有多大，调峰的空间就有多大。”
但是，调峰的过程中，新的问题又出现了：火电是不能停机的，要想使火电“挖的坑越大”，只能对发电设备进行灵活性改造，而对于改造的成本投入，国网甘肃电力制定了“调峰辅助服务市场”，在原本减到50%的义务之下，新能源发电企业给予相应的补偿。通过这种有偿深调的方式，最终达到双方受益。
据介绍，通过辅助服务市场的运作，2019年甘肃增发新能源16.58亿千瓦时，火电受益9个亿。“今年更是将深调辅助服务市场扩大到整个西北区域，跨省调峰使得整个市场越来越完善，进一步增加新能源消纳。”
▲榜罗镇四新村的光伏电站
“1+4”则是指积极贯彻落实1项国家发改委、能源局可再生能源电力消纳保障机制，建立4大配套机制，其中包括在安排年度发电计划时，尽可能为新能源发电预留空间，安排新能源优先发电。此外，针对保障性收购计划外电量，优先调用新能源增发，促进新能源满发多发，以及对调峰空间的不断挖掘。
在健全的机制之下，实行内消与外送并举，不断扩大甘肃新能源电力产品的市场份额。
比如，依托现有园区、工业集中区，培育省内新能源消纳优质用电负荷，挖潜新能源消纳内需规模；联合供热公司推进清洁能源替代传统燃煤锅炉供暖，在提升新能源消纳空间的同时，促进大气环境有效改善；创新联合自备电厂，开展发电权置换，实现以清洁可再生的新能源替换低效率、高污染的自备电厂火电等……其中任一举措的实施，最终都取得了可观的效果。据国网甘肃电力交易中心有限公司交易部夏天介绍，国网甘肃电力2019年帮助酒钢集团优化内部电网运行方式，升级完善自动装置，提高酒钢电网与主网功率交换能力，将酒钢电网下网能力由68万千瓦提升至130万千瓦。因此，酒钢集团2019年消纳新能源电量比2018年增加16.2亿千瓦时。
“我们还积极寻求省外自备电厂替代，首次与上海宝钢集团自备电厂清洁替代交易1亿千瓦时。”夏天说，2019年，国网甘肃电力开展自备电厂替代交易电量71.33亿千瓦时，其中置换新能源55.8亿千瓦时，占全年新能源总发电量的16.08%。
创新灵活的市场交易模式，现货交易取得长足发展
今年以来，甘肃新能源出力、发电屡创新高，新能源利用率持续保持增长。事实上，作为新能源消纳的最后一环，电力交易市场在其中发挥了重要作用。
为激发风能、光伏场站与电力需求方积极参与新能源消纳交易，国网甘肃电力引入市场化手段，制定3个类别、6个维度的电价交易机制，设计相应盈利模式，促进新能源供需精准匹配，实现由“政府统一定价”向“市场为导向”的灵活价格体系转变。
针对新能源消纳中长期交易，提供双边协商、集中竞价、挂牌交易三种交易模式；针对新能源短期及超短期交易，设置日前现货市场和日内平衡市场，分别采用分时分区电价与日内二次报价机制；建立“新火打捆”送出交易模式，将不同发电特性的风、光、火电能汇集到一起，在最大化送出新能源的基础上搭配火电联合外送，确保新能源充分消纳和外送电量稳定可靠……“我们已经在全国范围内创建了26个品种交易，数量居全国之首。”李全茂介绍说。
▲国网甘肃电力现货市场技术支持系统用户界面
值得一提的是，早在2018年，甘肃省就被列为全国现货交易8家试点单位之一。国网甘肃电力结合自身运营现状，自主开发电力现货交易平台，开展新能源现货交易，并通过两大创新支撑交易顺利落地：创新设计安全约束机组组合和安全约束的经济调度程序核心算法，此算法在行业内达到国际先进水平，已获取专利；研发科学的中长期交易电量曲线分解技术，将中长期电量逐步细化分解，形成切实可行的电力计划，支撑中长期电量交易在日前市场顺利交割。
“今年以来，国网甘肃电力稳步做好电力现货市场建设试点工作，4月在全国第一家完成为期一个月的长周期结算试运行。8月份开始，现货市场连续投入运行，这在全国也是首家。”说到现货交易取得的成绩，李全茂颇为自豪。
据介绍，通过结算结果分析，火电、水电及光伏发电均在市场获益，风电受预测准确性影响，在不考虑增发电量补贴获利情况下，现货市场度电均价比中长期收益少10元/兆瓦时左右。政府主管部门及市场主体普遍认可运营结果。
“甘肃电网调峰能力不足、新能源消纳矛盾等问题突出，我们通过现货市场长周期结算运行形成的分时价格信号，以及价格背后的电力调峰需求，引导火电机组开展灵活性改造，不断提高系统调峰能力，最终提高电力资源的利用效率。”站在调控中心的“调控云平台”前，李全茂介绍说，这个数据平台可以全景展示电网实时运行数据、新能源预测数据、客户侧用电数据。
▲调控云平台
日益加强的电网建设、推陈出新的市场化手段、不断更新的技术支持……国网甘肃电力多措并举，有效破解了甘肃新能源消纳的困局。根据国家能源局2020年3月发布的新能源预警结果，甘肃省风电预警结果总体为橙色，其中河东地区为绿色；光伏评价结果河西地区为橙色，其他地区为绿色。由此也代表着甘肃省自2016年开始的新能源红色预警正式解禁，为甘肃省新能源发展带来了新的契机。
如今，甘肃售出的新能源电力产品成功打上了稳定性高、预测精度高、智能控制、实时平衡的标签，有效适应了新能源发电不稳定、预测难等客观因素。
