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                        柔性化是重構電力系統的必然趨勢

                        [日期:2022-08-12]   來源:   作者:   [字體: ]

                        “配網側和用戶側涌現的大量新型主體將在新型電力系統中發揮重要作用”,“海量小型、分散的分布式電源接入電力系統,正在改變傳統電力系統‘電從遠方來’的既有格局”,“目前新能源尚未成為可靠替代電源”,“在能源轉型背景下,電力安全保供面臨巨大壓力”。這是記者在近日召開的“中國電力低碳轉型高峰論壇”上聽到的聲音。

                        與會專家普遍認為,在我國電力低碳轉型過程中,新能源行業不宜單邊冒進,同時,傳統的電力調度運行體系亟需升級,以提升電力調度靈活性。

                        新能源發展

                        不能只強調裝機

                        在業內專家看來,電力低碳轉型要合理把握節奏,協同推進能源系統電氣化和電力系統低碳化。

                        中國能源研究會能源政策研究中心主任林衛斌表示,從能源結構看,能源體系重構的本質是“兩化”,即能源系統電氣化和電力系統低碳化。歐美主要國家和地區的路徑是先推進電力系統低碳化、零碳化。我國一次能源的消費結構特點要求我們協同推進能源系統電氣化和電力系統低碳化。“在協同推進過程中,新能源不能單邊冒進,要與能源系統形態變革雙輪驅動。”

                        國家電力投資集團戰略規劃部主任李鵬直言,根據各方預測,我國要實現降碳目標,發電側需新增超50億千瓦的新能源裝機。如果現有路徑不變,伴隨著大量煤電機組的退出,50億千瓦的新能源要在電網系統穩定運行,將面臨技術上的重大挑戰。不管是發電側還是用戶側,二者的波動性都將變得越來越大,傳統的源隨荷動模式將難以為繼。“如果將來的電力系統變成用戶側和發電側都大幅度波動,且這兩個波動不能有效匹配,那么,整個電力系統將因此無法安全穩定運行。”

                        “所以,發展新能源不能只強調裝機。”李鵬坦言,隨著風電、光伏等新能源和電動車等新型負荷的快速增長,預計2030年我國新能源出力日內最大波動將達5億千瓦,負荷最大峰谷差將達4.4億千瓦。此外,電動汽車、清潔取暖等電能替代業態逐步拓展,受極端氣候影響的負荷尖峰特征將更加突出。如果發電側和用戶側不能匹配,電力系統日內的最大波動或會升至9.4億千瓦。

                        對此,林衛斌認為,未來構建新型電力系統需要分三步走:2020—2030年間,努力推進技術變革、體制機制創新,實現增量替代;2030—2040年間,初步形成以新能源為主體的新型電力系統,煤電逐漸退出主導地位,非化石能源發電逐漸成為主體能源;2040—2060年為第三階段,在此期間,新型電力系統逐步成熟,新能源主體地位不斷增強,煤電加快退出。

                        傳統調度運行體系

                        難以適應智慧能源系統

                        在業內專家看來,隨著新能源、儲能等分布式新技術的發展,電源逐漸分散化,大量電源會出現在用戶側和配電網側,屆時電力系統的調節壓力會越來越大。要確保電力系統穩定運行,用戶側必須深度參與系統平衡。

                        “電動汽車的迅猛發展極大地改變了未來的電網模式和電力系統模式,無數電動汽車和儲能設施以及充配電網絡會構成巨大的能量海綿。”三峽科技有限責任公司董事長江冰表示,“海綿”可吸收當日所有的新能源電量,電動汽車已成為一個能源單元,必須面對和解決其巨大的用電量問題。

                        “電動汽車既是交通終端也是能源終端,智慧燈桿既是信息平臺也是能源平臺,這是未來物聯網時代的典型特征。不管是能源網還是信息網,單個網絡沒有邊際效應,必須推動多網融合的全新物聯網生態體系并重塑商業模式。”李鵬表示,未來能源網將以能源的分布式生產和利用為突出特征,在數字化技術驅動下,進化成自平衡、自運行、自處理的源網荷儲一體化的智慧能源系統。

                        電力規劃設計總院高級顧問徐小東認為,近年來,新能源快速發展,裝機占比顯著提升,但電量占比仍然偏低。“十二五”期間解決了新能源的并網送出問題,“十三五”期間初步解決了新能源消納問題,“十四五”期間將重點解決新能源的可靠替代問題。隨著大量新能源發電和分布式發電系統的接入,現有的調控技術、信息安全防護手段無法做到全面可觀、可測、可控,F有的配電網調度模式無法適應源網荷儲多向互動的運行需求。“計劃性較強、不夠靈活的調度方式難以適應充分市場化的、頻繁變化的電力系統運行方式,傳統的電力調度運行體系亟待升級。”

                        柔性化是重構

                        電力系統的必然趨勢

                        李鵬進一步介紹,隨著電力資源配置規模的逐步擴大,預計2030年西電東送規模將達到5億千瓦左右。由此帶來的直流多落點和密集通道等問題,將進一步增加電力系統安全穩定的難度和復雜度,電力系統安全穩定運行能力接近極限。“新型電力系統需要對物理架構和運行邏輯進行重構。”

                        在中國工程院院士湯廣?磥,目前解決電力系統震蕩難題的方法,多是頭痛醫頭,腳痛醫腳,尚無法掌握電力系統運行規律。解決新能源波動的關鍵是從源頭上考量問題,改變過去100多年的電力系統理論,把傳統剛性電力系統變得更柔性一些,充分挖掘多種資源的靈活性,包括發電側的靈活性運行、電網側的時空互補、需求側動態負荷的靈活性,以支撐風光的高比例發展,最終支持電力系統實現2025年碳達峰、2050年近零排放的目標。

                        湯廣福表示,電力電源清潔化是推動能源轉型的內在動力,柔性化是重構電力系統的必然趨勢,數字化是升級電力系統的必要手段,電子化是重塑電力系統運行控制理論的必然要求。

                        在業內專家看來,為適應新能源大規模發展,必須借助人工智能實現智能調度,未來的能源系統將是多種能源耦合、協同運行的數字化系統。“未來的電力系統將向全環節數字化和調控體系智能化轉變,先進的通信技術、大數據、物聯網技術等將全面覆蓋電力系統的發輸配用各個環節,并通過人工智能、調控運行技術,打造新一代電力系統的中樞大腦。”徐小東表示。


                         



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