新型電力系統應如何應對大規模新能源并網挑戰？

2022-12-22 11:40:04 大云網　點擊量：評論 (0)

黨的二十大報告強調，加快規劃建設新型能源體系。在未來新型能源體系中電力系統將發揮什么樣的作用？新型電力系統應如何應對大規模新能源并...

黨的二十大報告強調，加快規劃建設新型能源體系。在未來新型能源體系中電力系統將發揮什么樣的作用？新型電力系統應如何應對大規模新能源并網挑戰？在構建新型電力系統的過程中“源網荷儲”技術還需要進行哪些調整和突破？對此本刊記者對三峽科技有限責任公司董事長江冰進行了專訪。

（來源：微信公眾號“中國電業與能源” 作者：余璇）

《中國電業與能源》：黨的二十大提出要加快規劃建設新型能源體系，電力系統將在其中發揮什么樣的作用？

江冰：加快規劃建設新型能源體系是黨中央統籌考慮能源安全和生態保護，對我國能源事業發展作出的最新部署。其主要路徑是深入推進能源革命，推動能源清潔低碳高效利用。電力系統是一、二次能源轉換的樞紐，在能源體系中居于核心地位，是規劃建設新型能源體系的關鍵。在能源安全方面，我國石油對外依存度長期保持高位，2021年達到72%，大力提升電力在能源消費中的比重，有利于我們充分利用自身能源稟賦，降低對石油、天然氣進口的依賴。在生態保護方面，電力行業碳排放占我國碳排放總量的40%以上，同時建筑、交通、冶金、制造等多個行業的減碳、深度脫碳也有賴于電能替代和電力行業的清潔替代，電力系統是能源系統清潔低碳轉型的“主力軍”。

《中國電業與能源》：新型電力系統到底“新”在哪里？

江冰：適應新能源占比逐漸提高是新型電力系統的根本特征，新型電力系統的“新”首先體現在這一點，其他典型特征和有關新技術、新模式、新業態大多是基于這一點衍生和演變的。一開始發展風電、光伏，只是一種對新技術的探索，從規模上來講是對傳統能源的一種補充，電力系統只需要在局部做一些適應性調整。隨著技術升級和成本下降，新能源裝機規模不斷增加，發用兩側的滲透率都在持續提升，適應性調整的廣度、深度都在增加，維持傳統電力系統模式的難度也就越來越大。最終量變必將引起質變，在傳統電力系統上所做的修修補補將難以應對這種挑戰，需要從理念、組織、技術、管理等方面進行深度變革，甚至可以說是一場革命，從而構建起與大范圍、高比例新能源發展相適應的新型電力系統。

數字化是新型電力系統的另一特征，也是構建新型電力系統的基礎。可再生能源的大比例接入、非傳統電力負荷的快速發展等等，使得電力系統的不確定性日益增強，數字化是認知、應對、駕馭這種不確定性的必要條件。在更宏觀的層面，人類社會已經進入數字文明的新時代，只有數字化的能源系統，才能夠以最低成本、最佳方式為人類社會供應最優質的能源，滿足數字文明和數字經濟對能源的需求。

《中國電業與能源》：新型電力系統應如何應對大規模新能源并網挑戰？

江冰：目前新能源已進入市場化驅動、大規模替代傳統能源的階段。上半年，我國新能源發電新增裝機超過5000萬千瓦，占全國新增裝機的80%。新能源間歇性、波動性的特點，給電力系統的安全穩定運行帶來巨大挑戰。要應對大規模新能源并網挑戰，我認為要做到以下幾點：

一是電源更友好。在電源側就設法降低新能源大規模并網帶來的挑戰，例如在新能源場站配置一定比例的儲能，平滑新能源發電出力等。在開發大規模新能源基地的同時，高度重視分布式能源的發展，實現電源分散化，做到“電從身邊來”。

二是電網更堅強。加快新能源基地外送通道的建設，特別是特高壓交、直流工程，增強電網遠距離配置資源的能力和骨干網的支撐能力。推動配網改造升級，發展適應分布式電源等接入的有源配電網，參與電網平衡與調度，改變傳統輸、配電網的關系。

三是系統更靈活。加快抽水蓄能建設和電化學儲能推廣，實施火電機組靈活性改造，多措并舉增強系統靈活調節能力。充分利用居民、商業和一般工業負荷的需求彈性，探索電動汽車、數據中心等終端用能的新模式新業態，提升需求側響應能力。

四是運行更智能。推動人工智能、大數據、物聯網、數字孿生等與電力系統深度融合，加快電力系統安全穩定運行有關技術的研發創新、試點示范和推廣應用，特別是電力系統調度運行技術，逐步實現調度算法化，增強對分散化、間歇性、波動性資源的調度能力。

《中國電業與能源》：目前，新型電力系統在靈活性調節方面存在哪些問題？有何建議？

江冰：與全國新能源蓬勃發展的形勢相比，與新型電力系統的建設目標相比，與國際先進水平相比，目前我國電力系統存在靈活性資源不足、調節能力建設滯后的問題。這其中有能源稟賦的因素，更多是因為政策支持不夠、機制不完善帶來的激勵和動力不足問題。我認為可從以下方面入手，提升新型電力系統的靈活調節能力。

一是大力推進儲能電站建設。完善抽水蓄能“兩部制”電價，積極吸引社會資本參與，加快重點抽水蓄能電站項目的建設。給予新型儲能電站獨立市場地位，允許其參與輔助服務市場，對部分技術路線給予價格支持，提升儲能投資運營的經濟效益，加快新型儲能的規模化發展。

二是加快推進火電靈活性改造。按照“誰受益、誰承擔”原則，合理分攤新能源接入后所增加的系統成本，建立調峰補償等機制，引導存量煤電加快靈活性改造。對新建機組明確調峰能力要求。在條件具備的情況下建設天然氣發電，增強系統調峰能力。

三是聚合引導用戶側資源參與調節。加強需求側響應等機制研究，明確政府、電網、用戶責任和義務，規范參與程序，提升聚合引導能力，積極推動用戶側資源深度參與電力系統平衡。

四是有效提升“源網荷儲”協同運行能力。推動電力系統全面數字化轉型，加強“源網荷儲”各環節數據共享、信息互通，實現整個電力系統靈活性資源的精準調度、智能調度和高效利用。

《中國電業與能源》：“源網荷儲”4個方面技術上還需要進行哪些調整和突破？

江冰：“源網荷儲”4個方面將呈現以下趨勢和特征，也需要實現與之相適應的技術調整和突破。

一是電源友好化。電源需要更好地適應并網及安全運行需要，打造電網友好型電源。為實現這一點，需要在新能源發電功率預測、虛擬同步機技術等方面開展更多研究，降低新能源出力的不確定性，提升新能源場站主動支撐能力，保障電力系統安全穩定運行。同時也要研究分布式能源有關技術，降低集中消納對電網帶來的挑戰。

二是電網平臺化。在新型能源體系、新型電力系統構建過程中，電網在能源體系的樞紐作用將強化，能源配置的平臺作用將逐步發揮。基于電力樞紐轉換的多能互補技術、綜合能源業態需要繼續探索推進，電力P2P交易技術以及綠電交易、隔墻售電等新市場新業態也將得到發展，進一步助力電力市場改革和新能源發展。

三是負荷雙向化。傳統的電力負荷難以控制和互動，“源隨荷走”是電力系統平衡的關鍵。隨著電動汽車、數據中心等新型負荷的出現，負荷側逐漸變得可中斷、可控制，有巨大的需求彈性。面向終端用能，可加快電動汽車有序充電及V2G技術、大規模數據中心智能調度、負荷集成及虛擬電廠等新技術新模式新業態研究。

四是儲能要素化。在新型電力系統中，儲能將是電源與負荷之間的“自由人”，是系統平衡不可或缺的第四要素。除技術成熟的抽水蓄能外，需要結合應用場景和系統需求，大力發展多種技術路線的新型儲能。氫作為一種能量載體，也將在電力系統的長時儲能中發揮重要作用。

《中國電業與能源》：現階段，在新型電力系統建設中還需解決哪些問題？

江冰：新型電力系統不是一朝一夕能夠建成的，在規劃、建設、運行、技術等方面都需要開展大量的工作，也必然面臨這樣、那樣的問題，需要政府、科研機構、電力企業、技術廠商乃至社會各界共同努力、攜手共進。在當前階段，我認為最重要的是解決以下問題：

一是要加快統一思想認識。新型電力系統是黨的二十大提出的建設新型能源體系的核心和基礎，是新發展階段的必然選擇。但目前對于新型電力系統的認識還不完全一致，對于實現路徑、推進節奏仍有不同意見，需要各方加強溝通，在交流中逐步清晰內涵、在碰撞中逐步統一思想、在實踐中逐步深化認識。

二是要加快開展理論研究。新型電力系統在系統穩定、技術特征等方面將展現出不同特點，需要加快開展有關理論研究。特別在安全穩定運行方面，需要按照“硬基礎、軟機制”的思路，系統構建新安全理念、新安全標準、新安全構架、新安全技術、新安全機制，全面提升安全裕度和適應性。

三是要加快推進科技創新。要圍繞新能源發電控制、源網荷儲協調運行、電力系統數字化、新型儲能建設推廣等方向，加快科技攻關和示范應用，為新型電力系統構建提供堅實的技術保障。

四是要加快推進電力改革。構建新型電力系統，必須繼續深入推進以市場化為方向的電力體制改革，保障可再生能源替代行動的順利實施。

2015年我國啟動新一輪電力體制改革，到2020年提出“雙碳”目標、2021年提出構建新型電力系統，深化電力體制改革的方向進一步明晰。我國的能源立法、政策體系、管理架構、監管方式、市場組織、規則設計等都要圍繞適應新型電力系統轉型需要，全力保障能源安全、優化能源結構、提高能源效率，助力“雙碳”目標的實現。

電力體制改革，就是要“還原能源商品屬性”，進一步完善價格機制。要通過電力市場建設與交易規則設計，使電力的供需、質量、可靠性、清潔度等因素在交易中得以體現，最終實現按需、按質論價。在價格機制完善后，價格會成為電力系統在“源網荷儲”之外的第五要素，通過引導電力供需，確保系統的實時平衡與安全。價格機制的完善還將影響其他要素的發展，例如賦予儲能獨立的市場地位，允許其參加市場交易，將大大促進儲能產業的發展。

《中國電業與能源》：如何進一步提升新型電力系統的智慧運維能力？

江冰：新型電力系統必然采用智慧運維方式，但目前智慧運維的發展還存在一些問題。一是智能運維技術多，有效性尚需驗證。市場上“智能運維技術”層出不窮，但能夠實際應用且被證明有效的還比較少。二是單項技術功能單一，應用范圍有限。單一智能運維技術能夠承擔的任務較為有限，難以達到降低運維成本、減輕人員負擔的預期。三是單項試點應用多，系統解決方案少。智能運維技術推廣往往采取項目試點的方式，但這些試點多針對單項技術，缺乏在需求、技術、成本等方面的統籌。

要提升新型電力系統的智慧運維能力，我認為必須以全面數字化為基礎，研究建立電力系統運維模型，實時接入設備運行核心數據，充分利用在線監測、故障診斷、數字孿生等技術，打造電力系統智能運維的工業互聯網平臺，系統整合智能運維技術和專業運維資源，提供智能化、專業化、系統化的智慧運維解決方案，推動人工運維向智能運維、修復性維護向預防性維護、業主自運維向第三方專業化運維的轉變。

（江冰，現兼任中國能源研究會碳中和專委會主任委員，工信部新能源汽車規劃專家委員會委員，中關村儲能產業技術聯盟特邀顧問。）