新型电力系统应如何应对大规模新能源并网挑战？

2022-12-22 11:40:04 大云网　点击量：评论 (0)

党的二十大报告强调，加快规划建设新型能源体系。在未来新型能源体系中电力系统将发挥什么样的作用？新型电力系统应如何应对大规模新能源并...

党的二十大报告强调，加快规划建设新型能源体系。在未来新型能源体系中电力系统将发挥什么样的作用？新型电力系统应如何应对大规模新能源并网挑战？在构建新型电力系统的过程中“源网荷储”技术还需要进行哪些调整和突破？对此本刊记者对三峡科技有限责任公司董事长江冰进行了专访。

（来源：微信公众号“中国电业与能源” 作者：余璇）

《中国电业与能源》：党的二十大提出要加快规划建设新型能源体系，电力系统将在其中发挥什么样的作用？

江冰：加快规划建设新型能源体系是党中央统筹考虑能源安全和生态保护，对我国能源事业发展作出的最新部署。其主要路径是深入推进能源革命，推动能源清洁低碳高效利用。电力系统是一、二次能源转换的枢纽，在能源体系中居于核心地位，是规划建设新型能源体系的关键。在能源安全方面，我国石油对外依存度长期保持高位，2021年达到72%，大力提升电力在能源消费中的比重，有利于我们充分利用自身能源禀赋，降低对石油、天然气进口的依赖。在生态保护方面，电力行业碳排放占我国碳排放总量的40%以上，同时建筑、交通、冶金、制造等多个行业的减碳、深度脱碳也有赖于电能替代和电力行业的清洁替代，电力系统是能源系统清洁低碳转型的“主力军”。

《中国电业与能源》：新型电力系统到底“新”在哪里？

江冰：适应新能源占比逐渐提高是新型电力系统的根本特征，新型电力系统的“新”首先体现在这一点，其他典型特征和有关新技术、新模式、新业态大多是基于这一点衍生和演变的。一开始发展风电、光伏，只是一种对新技术的探索，从规模上来讲是对传统能源的一种补充，电力系统只需要在局部做一些适应性调整。随着技术升级和成本下降，新能源装机规模不断增加，发用两侧的渗透率都在持续提升，适应性调整的广度、深度都在增加，维持传统电力系统模式的难度也就越来越大。最终量变必将引起质变，在传统电力系统上所做的修修补补将难以应对这种挑战，需要从理念、组织、技术、管理等方面进行深度变革，甚至可以说是一场革命，从而构建起与大范围、高比例新能源发展相适应的新型电力系统。

数字化是新型电力系统的另一特征，也是构建新型电力系统的基础。可再生能源的大比例接入、非传统电力负荷的快速发展等等，使得电力系统的不确定性日益增强，数字化是认知、应对、驾驭这种不确定性的必要条件。在更宏观的层面，人类社会已经进入数字文明的新时代，只有数字化的能源系统，才能够以最低成本、最佳方式为人类社会供应最优质的能源，满足数字文明和数字经济对能源的需求。

《中国电业与能源》：新型电力系统应如何应对大规模新能源并网挑战？

江冰：目前新能源已进入市场化驱动、大规模替代传统能源的阶段。上半年，我国新能源发电新增装机超过5000万千瓦，占全国新增装机的80%。新能源间歇性、波动性的特点，给电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战。要应对大规模新能源并网挑战，我认为要做到以下几点：

一是电源更友好。在电源侧就设法降低新能源大规模并网带来的挑战，例如在新能源场站配置一定比例的储能，平滑新能源发电出力等。在开发大规模新能源基地的同时，高度重视分布式能源的发展，实现电源分散化，做到“电从身边来”。

二是电网更坚强。加快新能源基地外送通道的建设，特别是特高压交、直流工程，增强电网远距离配置资源的能力和骨干网的支撑能力。推动配网改造升级，发展适应分布式电源等接入的有源配电网，参与电网平衡与调度，改变传统输、配电网的关系。

三是系统更灵活。加快抽水蓄能建设和电化学储能推广，实施火电机组灵活性改造，多措并举增强系统灵活调节能力。充分利用居民、商业和一般工业负荷的需求弹性，探索电动汽车、数据中心等终端用能的新模式新业态，提升需求侧响应能力。

四是运行更智能。推动人工智能、大数据、物联网、数字孪生等与电力系统深度融合，加快电力系统安全稳定运行有关技术的研发创新、试点示范和推广应用，特别是电力系统调度运行技术，逐步实现调度算法化，增强对分散化、间歇性、波动性资源的调度能力。

《中国电业与能源》：目前，新型电力系统在灵活性调节方面存在哪些问题？有何建议？

江冰：与全国新能源蓬勃发展的形势相比，与新型电力系统的建设目标相比，与国际先进水平相比，目前我国电力系统存在灵活性资源不足、调节能力建设滞后的问题。这其中有能源禀赋的因素，更多是因为政策支持不够、机制不完善带来的激励和动力不足问题。我认为可从以下方面入手，提升新型电力系统的灵活调节能力。

一是大力推进储能电站建设。完善抽水蓄能“两部制”电价，积极吸引社会资本参与，加快重点抽水蓄能电站项目的建设。给予新型储能电站独立市场地位，允许其参与辅助服务市场，对部分技术路线给予价格支持，提升储能投资运营的经济效益，加快新型储能的规模化发展。

二是加快推进火电灵活性改造。按照“谁受益、谁承担”原则，合理分摊新能源接入后所增加的系统成本，建立调峰补偿等机制，引导存量煤电加快灵活性改造。对新建机组明确调峰能力要求。在条件具备的情况下建设天然气发电，增强系统调峰能力。

三是聚合引导用户侧资源参与调节。加强需求侧响应等机制研究，明确政府、电网、用户责任和义务，规范参与程序，提升聚合引导能力，积极推动用户侧资源深度参与电力系统平衡。

四是有效提升“源网荷储”协同运行能力。推动电力系统全面数字化转型，加强“源网荷储”各环节数据共享、信息互通，实现整个电力系统灵活性资源的精准调度、智能调度和高效利用。

《中国电业与能源》：“源网荷储”4个方面技术上还需要进行哪些调整和突破？

江冰：“源网荷储”4个方面将呈现以下趋势和特征，也需要实现与之相适应的技术调整和突破。

一是电源友好化。电源需要更好地适应并网及安全运行需要，打造电网友好型电源。为实现这一点，需要在新能源发电功率预测、虚拟同步机技术等方面开展更多研究，降低新能源出力的不确定性，提升新能源场站主动支撑能力，保障电力系统安全稳定运行。同时也要研究分布式能源有关技术，降低集中消纳对电网带来的挑战。

二是电网平台化。在新型能源体系、新型电力系统构建过程中，电网在能源体系的枢纽作用将强化，能源配置的平台作用将逐步发挥。基于电力枢纽转换的多能互补技术、综合能源业态需要继续探索推进，电力P2P交易技术以及绿电交易、隔墙售电等新市场新业态也将得到发展，进一步助力电力市场改革和新能源发展。

三是负荷双向化。传统的电力负荷难以控制和互动，“源随荷走”是电力系统平衡的关键。随着电动汽车、数据中心等新型负荷的出现，负荷侧逐渐变得可中断、可控制，有巨大的需求弹性。面向终端用能，可加快电动汽车有序充电及V2G技术、大规模数据中心智能调度、负荷集成及虚拟电厂等新技术新模式新业态研究。

四是储能要素化。在新型电力系统中，储能将是电源与负荷之间的“自由人”，是系统平衡不可或缺的第四要素。除技术成熟的抽水蓄能外，需要结合应用场景和系统需求，大力发展多种技术路线的新型储能。氢作为一种能量载体，也将在电力系统的长时储能中发挥重要作用。

《中国电业与能源》：现阶段，在新型电力系统建设中还需解决哪些问题？

江冰：新型电力系统不是一朝一夕能够建成的，在规划、建设、运行、技术等方面都需要开展大量的工作，也必然面临这样、那样的问题，需要政府、科研机构、电力企业、技术厂商乃至社会各界共同努力、携手共进。在当前阶段，我认为最重要的是解决以下问题：

一是要加快统一思想认识。新型电力系统是党的二十大提出的建设新型能源体系的核心和基础，是新发展阶段的必然选择。但目前对于新型电力系统的认识还不完全一致，对于实现路径、推进节奏仍有不同意见，需要各方加强沟通，在交流中逐步清晰内涵、在碰撞中逐步统一思想、在实践中逐步深化认识。

二是要加快开展理论研究。新型电力系统在系统稳定、技术特征等方面将展现出不同特点，需要加快开展有关理论研究。特别在安全稳定运行方面，需要按照“硬基础、软机制”的思路，系统构建新安全理念、新安全标准、新安全构架、新安全技术、新安全机制，全面提升安全裕度和适应性。

三是要加快推进科技创新。要围绕新能源发电控制、源网荷储协调运行、电力系统数字化、新型储能建设推广等方向，加快科技攻关和示范应用，为新型电力系统构建提供坚实的技术保障。

四是要加快推进电力改革。构建新型电力系统，必须继续深入推进以市场化为方向的电力体制改革，保障可再生能源替代行动的顺利实施。

2015年我国启动新一轮电力体制改革，到2020年提出“双碳”目标、2021年提出构建新型电力系统，深化电力体制改革的方向进一步明晰。我国的能源立法、政策体系、管理架构、监管方式、市场组织、规则设计等都要围绕适应新型电力系统转型需要，全力保障能源安全、优化能源结构、提高能源效率，助力“双碳”目标的实现。

电力体制改革，就是要“还原能源商品属性”，进一步完善价格机制。要通过电力市场建设与交易规则设计，使电力的供需、质量、可靠性、清洁度等因素在交易中得以体现，最终实现按需、按质论价。在价格机制完善后，价格会成为电力系统在“源网荷储”之外的第五要素，通过引导电力供需，确保系统的实时平衡与安全。价格机制的完善还将影响其他要素的发展，例如赋予储能独立的市场地位，允许其参加市场交易，将大大促进储能产业的发展。

《中国电业与能源》：如何进一步提升新型电力系统的智慧运维能力？

江冰：新型电力系统必然采用智慧运维方式，但目前智慧运维的发展还存在一些问题。一是智能运维技术多，有效性尚需验证。市场上“智能运维技术”层出不穷，但能够实际应用且被证明有效的还比较少。二是单项技术功能单一，应用范围有限。单一智能运维技术能够承担的任务较为有限，难以达到降低运维成本、减轻人员负担的预期。三是单项试点应用多，系统解决方案少。智能运维技术推广往往采取项目试点的方式，但这些试点多针对单项技术，缺乏在需求、技术、成本等方面的统筹。

要提升新型电力系统的智慧运维能力，我认为必须以全面数字化为基础，研究建立电力系统运维模型，实时接入设备运行核心数据，充分利用在线监测、故障诊断、数字孪生等技术，打造电力系统智能运维的工业互联网平台，系统整合智能运维技术和专业运维资源，提供智能化、专业化、系统化的智慧运维解决方案，推动人工运维向智能运维、修复性维护向预防性维护、业主自运维向第三方专业化运维的转变。

（江冰，现兼任中国能源研究会碳中和专委会主任委员，工信部新能源汽车规划专家委员会委员，中关村储能产业技术联盟特邀顾问。）