加速構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，還需跨過“三道關(guān)”

　　9月22日，21世紀經(jīng)濟報道記者從國家電網(wǎng)了解到，華北地區(qū)首個新型電力系統(tǒng)全域示范區(qū)在河北崇禮正式啟動建設。

　　據(jù)介紹，該示范區(qū)將新能源、抽水蓄能以及柔性直流、虛擬電廠等能源系統(tǒng)前沿技術(shù)融合在一起，統(tǒng)籌推進前沿技術(shù)、裝備材料的科研攻關(guān)和示范驗證，進而實現(xiàn)能源資源在全域優(yōu)化配置，提升全社會綜合用能效率。

　　截至目前，冀北電網(wǎng)新能源交易電量累計突破200億千瓦時，占到全國綠電交易量的三成。其中，張家口可再生能源示范區(qū)的交易電量占全國交易電量超過四分之一。預計到2030年，冀北電網(wǎng)新能源裝機占本地電源總量的85%左右，儲能裝機容量也將達到2000萬千瓦以上，將基本建成新型電力系統(tǒng)。

　　中國工程院院士杜祥琬表示，“雙碳”目標下，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是建設新型能源體系的關(guān)鍵內(nèi)容和重要載體，是極具挑戰(zhàn)性、開創(chuàng)性的系統(tǒng)工程。

　　新型電力系統(tǒng)是新型能源體系重要載體

　　過去，我國經(jīng)濟發(fā)展對能源的依賴程度高，能源消費以化石能源為主?，F(xiàn)在，隨著新能源的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)高比例可再生能源、高比例電力電子設備的特征凸顯，系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)、功能形態(tài)深刻變化。新能源場站需要具備主動支撐能力，擁有接近或高于同步電源的控制特性，支撐系統(tǒng)電壓、頻率穩(wěn)定以及提供備用容量。

　　2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。今年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議強調(diào)，要加快構(gòu)建“清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)”。電網(wǎng)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的平臺樞紐和功能核心。

　　新型電力系統(tǒng)是新型能源體系的重要載體，具備清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動五大特征，是以交流同步運行機制為基礎(chǔ)，以大規(guī)模高比例可再生能源發(fā)電為依托，以常規(guī)能源發(fā)電為重要組成，以堅強智能電網(wǎng)為平臺，源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動和多能互補為重要支撐手段，深度融合低碳能源技術(shù)、先進信息通信技術(shù)與控制技術(shù)，實現(xiàn)電源側(cè)高比例可再生能源廣泛接入、電網(wǎng)側(cè)資源安全高效靈活配置、負荷側(cè)多元負荷需求充分滿足。

　　中國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究所副研究員趙劍波認為，新型電力系統(tǒng)是現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的組成部分，通過構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提升新能源消納和存儲能力，既實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模開發(fā)，又實現(xiàn)高水平的消納利用，更加有力地保障電力可靠穩(wěn)定供應，實現(xiàn)高質(zhì)量躍升發(fā)展。

　　解決問題還需摸著石頭過河

　　新型電力系統(tǒng)是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的創(chuàng)新與發(fā)展。國家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼基建部主任張寧認為，“要破解電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的瓶頸、解決深層次矛盾和問題，根本出路在于不斷推進技術(shù)和管理創(chuàng)新。”

　　國家能源集團一位專家告訴21世紀經(jīng)濟報道記者，隨著新能源裝機占比不斷提升，季節(jié)性出力特性受天氣影響，對調(diào)節(jié)能力的需求將更大，要利用好傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源，科學統(tǒng)籌推進源網(wǎng)荷各側(cè)儲能場景的優(yōu)化布局，重視系統(tǒng)成本上升等問題。

　　國網(wǎng)能源研究院的一位研究員認為，當前新型電力系統(tǒng)建設還有三道關(guān)，“首先是，電力系統(tǒng)的可靠容量不足。風電、光伏因其自身出力特性，可靠性偏低到2030年，在全國范圍內(nèi)相對均勻分布的情況下，新能源裝機超10億千瓦，每年將有30天以上出力低于裝機容量的10%，置信容量僅為1億千瓦。”

　　其次是，現(xiàn)在傳統(tǒng)大電網(wǎng)難以滿足未來電力輸送需求。長期以來，我國能源資源與負荷呈逆向分布，但隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，各地區(qū)用電量需求與日俱增，預計到2030年，僅廣東、福建、浙江、江蘇和山東五省的全社會用電量就將達到3萬億千瓦時，未來可能會達到5萬億千瓦時。

　　他表示，“最后是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量以及長周期調(diào)節(jié)能力不足。光伏發(fā)電利用半導體的光電效應將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，無轉(zhuǎn)動慣量，風力發(fā)電轉(zhuǎn)動慣量也嚴重不足，因此，當電力系統(tǒng)中大量的新能源機組替代常規(guī)電源時，系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力將顯著下降。”

　　源網(wǎng)荷一體化發(fā)展是破局之路

　　談及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)實施路徑時，國家電網(wǎng)有限公司發(fā)展部新型電力系統(tǒng)處副處長趙紅嘎認為，要統(tǒng)籌好發(fā)展與安全、清潔轉(zhuǎn)型與電力供應、存量與增量的關(guān)系，源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)共同發(fā)力，積極穩(wěn)妥構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。

　　中國科學院院士周孝信表示，要建立大規(guī)模能源電力輸送系統(tǒng)，建設結(jié)構(gòu)合理、安全可靠的配電網(wǎng)絡以及進行能源電力市場建設，保障新型電力系統(tǒng)健康運行。

　　國網(wǎng)能源研究院的研究員表示，穩(wěn)定的新型電力系統(tǒng)，離不開新能源，因此需要加大對風能、太陽能等可再生能源的開發(fā)力度，提高其利用率，是建設新型電力系統(tǒng)的基本前提。

　　“還需要引入大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的智能化管理和調(diào)控，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，將智能化技術(shù)貫穿于電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，提高電力系統(tǒng)的智能化水平，使其能夠更好地適應市場的需求。增強系統(tǒng)靈活性資源。”他提出，鼓勵新能源項目配置一定規(guī)模的煤電、水電、儲能等調(diào)節(jié)性資源，通過“新能源+調(diào)節(jié)性電源”的模式提高穩(wěn)定性。積極推動具備條件的火電項目進行靈活性改造，努力為系統(tǒng)提供經(jīng)濟可行、規(guī)模較大的調(diào)節(jié)能力。以增加清潔能源消納、增強調(diào)頻調(diào)峰能力為目標，科學有序發(fā)展抽水蓄能、電化學儲能項目。加強可調(diào)節(jié)負荷、虛擬電廠等技術(shù)的研究和應用，實現(xiàn)源網(wǎng)荷一體化協(xié)同發(fā)展。

　　來源：21世紀經(jīng)濟報道 作者：韓逸飛