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電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型亟待開辟新路徑
發(fā)布：2023-01-04 09:55:25
有業(yè)內(nèi)專家表示，在電力需求穩(wěn)步增長的同時(shí)，新型電力系統(tǒng)中新能源占比逐漸提升，電力供需呈現(xiàn)出更復(fù)雜的特點(diǎn)。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，電力供應(yīng)安全和有序碳減排之間如何協(xié)同發(fā)展，需要全行業(yè)系統(tǒng)性思維考量與探索。
記者近日參加的多個(gè)電力會(huì)議均傳遞出“2023年我國電力供需形勢緊平衡”“南方區(qū)域、華東等區(qū)域用電高峰時(shí)段電力供需偏緊”的判斷。業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)持續(xù)推進(jìn)，我國多地將迎來經(jīng)濟(jì)快速增長和用電需求的急劇擴(kuò)增。
在2022年12月20日舉行的“兼顧安全提供和雙碳的電力系統(tǒng)發(fā)展路徑探究”會(huì)議上，有業(yè)內(nèi)專家表示，在電力需求穩(wěn)步增長的同時(shí)，新型電力系統(tǒng)中新能源占比逐漸提升，電力供需呈現(xiàn)出更復(fù)雜的特點(diǎn)。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，電力供應(yīng)安全和有序碳減排之間如何協(xié)同發(fā)展，需要全行業(yè)系統(tǒng)性思維考量與探索。
保供運(yùn)行控制難度加大
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，當(dāng)前處于電力轉(zhuǎn)型的過渡期，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)展模式不同，過去幾年新能源和電力負(fù)荷的增長加劇了供需矛盾，新能源機(jī)組無法替代傳統(tǒng)機(jī)組對電力系統(tǒng)的保障支撐作用。因此，這一階段會(huì)形成階段性的電力供需緊張，且呈愈演愈烈的趨勢。
國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院配網(wǎng)中心主任崔凱直言，新能源頂峰能力嚴(yán)重不足，以光伏為例，對午高峰能起到較好的支撐作用，但晚高峰時(shí)出力基本為零。尤其惡劣天氣情況下供電保障的問題更加嚴(yán)重，以風(fēng)電為例，從年分布特性看，風(fēng)電發(fā)電主要集中在春秋兩季，而用電量集中在夏冬兩季，二者呈逆向分布，極大增加了系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)壓力?！皬碾娋W(wǎng)穩(wěn)定性角度而言，新能源機(jī)組本身沒有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其大量替代常規(guī)基礎(chǔ)能源，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力顯著下降，并且新能源故障穿越能力較差，容易在故障情況下發(fā)生大規(guī)模脫網(wǎng)，進(jìn)而引發(fā)連鎖故障?！?/span>
以河北南網(wǎng)分布式光伏為例，其光伏滲透率已超過30%，分布式光伏點(diǎn)多、面廣、量大且隨機(jī)性和波動(dòng)性強(qiáng)，給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來了很大風(fēng)險(xiǎn)，不僅會(huì)增加變壓器等設(shè)備反向重過載的問題，還涉及電力保護(hù)的雙向控制。
“從供電可靠性角度看，主要體現(xiàn)在配電網(wǎng)。由于負(fù)荷側(cè)有大量分布式電源的注入，導(dǎo)致現(xiàn)在的配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的無源變成了有源，甚至出現(xiàn)了大規(guī)模反送的情況，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，運(yùn)行控制難度更大?！贝迍P表示，同時(shí)源荷的界限開始模糊化，包括微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車在內(nèi)的新型用能大量接入，要求配電網(wǎng)雙向互動(dòng)，給配電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性帶來極大考驗(yàn)。
需求側(cè)調(diào)節(jié)作用關(guān)乎保供
面對構(gòu)建新型電力系統(tǒng)所面臨的可靠性和安全保障問題，業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)中利益主體多元化、控制單元分散化，完全依賴集中調(diào)度的模式難以應(yīng)對保障供電和運(yùn)行安全的挑戰(zhàn)，需要發(fā)揮各環(huán)節(jié)的作用，共同參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧袇f(xié)調(diào)、分散自治的控制模式，這個(gè)轉(zhuǎn)變成為新型電力系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)志。
國家電投中國電力總裁助理王冬容認(rèn)為，電力系統(tǒng)的可靠性和安全保障問題不該聚集到調(diào)度層面，而應(yīng)分散到用戶，讓每個(gè)有能源自主意愿和能力的用戶成為自己用電可靠和安全保障的第一責(zé)任人?！靶滦碗娏ο到y(tǒng)必然走向用戶中心時(shí)代，每個(gè)用戶要為自己負(fù)責(zé)，不管自身否愿意，也不管調(diào)度是否愿意，必然是以調(diào)度為中心走向以用戶為中心，這個(gè)過程不會(huì)一蹴而就?！?/span>
中國電科院系統(tǒng)所前瞻技術(shù)研究室主任馬士聰認(rèn)為，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要全環(huán)節(jié)乃至全社會(huì)的參與，電力系統(tǒng)需發(fā)揮全局統(tǒng)籌和優(yōu)化配置的作用。就用戶側(cè)而言，用戶的用電行為、需求側(cè)管理模式等均需作出改變，并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)權(quán)利。不管是新型電力系統(tǒng)還是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，其基本要求仍然是提供可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)。
持相同觀點(diǎn)的還有清華大學(xué)低碳能源實(shí)驗(yàn)室助理研究員杜爾順。他表示，未來源荷互動(dòng)時(shí)，負(fù)荷側(cè)、發(fā)電側(cè)需要自己對自己負(fù)責(zé)，新能源成為主體后也需要承擔(dān)自己的安全主體的責(zé)任。“屆時(shí)，電力電子化的電力系統(tǒng)對大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性是從底層和技術(shù)上發(fā)生巨變?！?/span>
調(diào)度每個(gè)有潛力的能源細(xì)胞
有專家預(yù)測，2030年我國調(diào)峰缺額大約有4億千瓦，調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足。而國家推廣“源網(wǎng)荷儲”一體化數(shù)年，主要體現(xiàn)在西部、北部新能源開發(fā)的配套建設(shè)上，中東部地區(qū)建設(shè)滯后。對此，業(yè)內(nèi)專家建議，要多方發(fā)力，從系統(tǒng)性角度出發(fā)，充分調(diào)度有響應(yīng)潛力的能源細(xì)胞。
“應(yīng)該讓每一個(gè)具備響應(yīng)潛力的能源細(xì)胞都靈活起來，即增加電力系統(tǒng)的靈活性，源網(wǎng)荷儲環(huán)節(jié)的每個(gè)能源細(xì)胞有這個(gè)能力?！蓖醵菡J(rèn)為，此外，讓每個(gè)電力資產(chǎn)的所有者擁有自身資產(chǎn)的控制權(quán)、優(yōu)化權(quán)和調(diào)度權(quán)，即電力資產(chǎn)朝著自我控制、自我優(yōu)化和自我調(diào)度的方向發(fā)展。
“靈活性是近幾年為了應(yīng)對新能源發(fā)電不確定性和波動(dòng)性才提出來?！瘪R士聰表示，依靠電力系統(tǒng)自身資源是不足的，而且投資過大。系統(tǒng)性概念的體現(xiàn)在于，不要只考慮電力系統(tǒng)，應(yīng)該放在整個(gè)能源系統(tǒng)乃至社會(huì)系統(tǒng)當(dāng)中，包括能源體系的構(gòu)建、用電方式改變、綜合能源利用等，都可以提升電力系統(tǒng)的靈活性。
記者近日參加的多個(gè)電力會(huì)議均傳遞出“2023年我國電力供需形勢緊平衡”“南方區(qū)域、華東等區(qū)域用電高峰時(shí)段電力供需偏緊”的判斷。業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，隨著復(fù)工復(fù)產(chǎn)持續(xù)推進(jìn)，我國多地將迎來經(jīng)濟(jì)快速增長和用電需求的急劇擴(kuò)增。
在2022年12月20日舉行的“兼顧安全提供和雙碳的電力系統(tǒng)發(fā)展路徑探究”會(huì)議上，有業(yè)內(nèi)專家表示，在電力需求穩(wěn)步增長的同時(shí)，新型電力系統(tǒng)中新能源占比逐漸提升，電力供需呈現(xiàn)出更復(fù)雜的特點(diǎn)。在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中，電力供應(yīng)安全和有序碳減排之間如何協(xié)同發(fā)展，需要全行業(yè)系統(tǒng)性思維考量與探索。
保供運(yùn)行控制難度加大
業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，當(dāng)前處于電力轉(zhuǎn)型的過渡期，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)發(fā)展模式不同，過去幾年新能源和電力負(fù)荷的增長加劇了供需矛盾，新能源機(jī)組無法替代傳統(tǒng)機(jī)組對電力系統(tǒng)的保障支撐作用。因此，這一階段會(huì)形成階段性的電力供需緊張，且呈愈演愈烈的趨勢。
國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院配網(wǎng)中心主任崔凱直言，新能源頂峰能力嚴(yán)重不足，以光伏為例，對午高峰能起到較好的支撐作用，但晚高峰時(shí)出力基本為零。尤其惡劣天氣情況下供電保障的問題更加嚴(yán)重，以風(fēng)電為例，從年分布特性看，風(fēng)電發(fā)電主要集中在春秋兩季，而用電量集中在夏冬兩季，二者呈逆向分布，極大增加了系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)壓力?！皬碾娋W(wǎng)穩(wěn)定性角度而言，新能源機(jī)組本身沒有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其大量替代常規(guī)基礎(chǔ)能源，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力顯著下降，并且新能源故障穿越能力較差，容易在故障情況下發(fā)生大規(guī)模脫網(wǎng)，進(jìn)而引發(fā)連鎖故障?！?/span>
以河北南網(wǎng)分布式光伏為例，其光伏滲透率已超過30%，分布式光伏點(diǎn)多、面廣、量大且隨機(jī)性和波動(dòng)性強(qiáng)，給配電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來了很大風(fēng)險(xiǎn)，不僅會(huì)增加變壓器等設(shè)備反向重過載的問題，還涉及電力保護(hù)的雙向控制。
“從供電可靠性角度看，主要體現(xiàn)在配電網(wǎng)。由于負(fù)荷側(cè)有大量分布式電源的注入，導(dǎo)致現(xiàn)在的配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的無源變成了有源，甚至出現(xiàn)了大規(guī)模反送的情況，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，運(yùn)行控制難度更大?！贝迍P表示，同時(shí)源荷的界限開始模糊化，包括微電網(wǎng)、電動(dòng)汽車在內(nèi)的新型用能大量接入，要求配電網(wǎng)雙向互動(dòng)，給配電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性帶來極大考驗(yàn)。
需求側(cè)調(diào)節(jié)作用關(guān)乎保供
面對構(gòu)建新型電力系統(tǒng)所面臨的可靠性和安全保障問題，業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，新型電力系統(tǒng)中利益主體多元化、控制單元分散化，完全依賴集中調(diào)度的模式難以應(yīng)對保障供電和運(yùn)行安全的挑戰(zhàn)，需要發(fā)揮各環(huán)節(jié)的作用，共同參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧袇f(xié)調(diào)、分散自治的控制模式，這個(gè)轉(zhuǎn)變成為新型電力系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)志。
國家電投中國電力總裁助理王冬容認(rèn)為，電力系統(tǒng)的可靠性和安全保障問題不該聚集到調(diào)度層面，而應(yīng)分散到用戶，讓每個(gè)有能源自主意愿和能力的用戶成為自己用電可靠和安全保障的第一責(zé)任人?！靶滦碗娏ο到y(tǒng)必然走向用戶中心時(shí)代，每個(gè)用戶要為自己負(fù)責(zé)，不管自身否愿意，也不管調(diào)度是否愿意，必然是以調(diào)度為中心走向以用戶為中心，這個(gè)過程不會(huì)一蹴而就?！?/span>
中國電科院系統(tǒng)所前瞻技術(shù)研究室主任馬士聰認(rèn)為，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要全環(huán)節(jié)乃至全社會(huì)的參與，電力系統(tǒng)需發(fā)揮全局統(tǒng)籌和優(yōu)化配置的作用。就用戶側(cè)而言，用戶的用電行為、需求側(cè)管理模式等均需作出改變，并承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)權(quán)利。不管是新型電力系統(tǒng)還是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，其基本要求仍然是提供可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)。
持相同觀點(diǎn)的還有清華大學(xué)低碳能源實(shí)驗(yàn)室助理研究員杜爾順。他表示，未來源荷互動(dòng)時(shí)，負(fù)荷側(cè)、發(fā)電側(cè)需要自己對自己負(fù)責(zé)，新能源成為主體后也需要承擔(dān)自己的安全主體的責(zé)任。“屆時(shí)，電力電子化的電力系統(tǒng)對大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性是從底層和技術(shù)上發(fā)生巨變?！?/span>
調(diào)度每個(gè)有潛力的能源細(xì)胞
有專家預(yù)測，2030年我國調(diào)峰缺額大約有4億千瓦，調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足。而國家推廣“源網(wǎng)荷儲”一體化數(shù)年，主要體現(xiàn)在西部、北部新能源開發(fā)的配套建設(shè)上，中東部地區(qū)建設(shè)滯后。對此，業(yè)內(nèi)專家建議，要多方發(fā)力，從系統(tǒng)性角度出發(fā)，充分調(diào)度有響應(yīng)潛力的能源細(xì)胞。
“應(yīng)該讓每一個(gè)具備響應(yīng)潛力的能源細(xì)胞都靈活起來，即增加電力系統(tǒng)的靈活性，源網(wǎng)荷儲環(huán)節(jié)的每個(gè)能源細(xì)胞有這個(gè)能力?！蓖醵菡J(rèn)為，此外，讓每個(gè)電力資產(chǎn)的所有者擁有自身資產(chǎn)的控制權(quán)、優(yōu)化權(quán)和調(diào)度權(quán)，即電力資產(chǎn)朝著自我控制、自我優(yōu)化和自我調(diào)度的方向發(fā)展。
“靈活性是近幾年為了應(yīng)對新能源發(fā)電不確定性和波動(dòng)性才提出來?！瘪R士聰表示，依靠電力系統(tǒng)自身資源是不足的，而且投資過大。系統(tǒng)性概念的體現(xiàn)在于，不要只考慮電力系統(tǒng)，應(yīng)該放在整個(gè)能源系統(tǒng)乃至社會(huì)系統(tǒng)當(dāng)中，包括能源體系的構(gòu)建、用電方式改變、綜合能源利用等，都可以提升電力系統(tǒng)的靈活性。
