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| 新型電力系統具有綠色低碳、靈活柔性、數字智能三大特征 |
| 時間:2021年07月07日 瀏覽:1503次 |
碳達峰、碳中和(he)(he)目標是我國(guo)(guo)能(neng)源(yuan)安全和(he)(he)經(jing)濟轉型(xing)的(de)內在需求(qiu)和(he)(he)必然選擇,事關中華民族永續發展(zhan),對(dui)國(guo)(guo)際社會綠色低(di)碳發展(zhan)將起(qi)到促進作用,彰顯(xian)了負責任大國(guo)(guo)對(dui)構建人類命運共同體的(de)使命與擔當。 在(zai)碳達峰、碳中和目標(biao)指引下(xia),預計(ji)到2060年,我(wo)國風電(dian)、光伏等新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)量占比將達65%,未來的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消費比重中,可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)將從能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)力(li)消費的增量補充(chong)變為增量主體(ti)。這意味(wei)著在(zai)未來電(dian)力(li)系統中新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)將成為主力(li)電(dian)源(yuan)(yuan),煤電(dian)等傳統化石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)將退為輔助(zhu)性電(dian)源(yuan)(yuan)。 廣泛接入的(de)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)將改(gai)變傳統(tong)電(dian)(dian)(dian)力系統(tong)未來格(ge)局(ju)。在供給(gei)側,新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)呈集(ji)中式和分布(bu)式并存的(de)局(ju)面(mian),且(qie)根據資源(yuan)(yuan)(yuan)特點、地理(li)分布(bu)、建(jian)設條件(jian)等靈活(huo)布(bu)局(ju),將出現(xian)“新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)+儲能(neng)(neng)(neng)”“新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)+氫能(neng)(neng)(neng)”“水(shui)電(dian)(dian)(dian)+光伏+儲能(neng)(neng)(neng)”等多元協調電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)新模式。在需(xu)求側,電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)占終(zhong)端(duan)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消費的(de)比重(zhong)大幅提升(sheng),終(zhong)端(duan)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消費“新電(dian)(dian)(dian)氣化(hua)”進程加快,電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)替代將持續提高建(jian)筑、交(jiao)通、工業(ye)終(zhong)端(duan)用能(neng)(neng)(neng)領域(yu)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)占比。供給(gei)側和需(xu)求側的(de)結構性變化(hua)將給(gei)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)力網絡的(de)安全穩定和綠(lv)色高效帶來重(zhong)大挑戰。因此(ci),亟需(xu)開展新型電(dian)(dian)(dian)力系統(tong)建設,發(fa)揮(hui)其(qi)在全社會能源資源優(you)化配置中的積極作用,促進能源綠色生產和消費,落實能源發(fa)展戰(zhan)略,支撐“雙碳”目標(biao)實現。 新型電力系(xi)統(tong)具有綠色低(di)碳(tan)、 靈活柔性、數(shu)字(zi)智能三大特征(zheng) 新型電(dian)力系統強調數(shu)字(zi)技術(shu)進步與用戶(hu)需求變革驅動,以建設多樣互動的(de)用電(dian)體系為目標,推(tui)動源網(wang)荷(he)儲互動融合和(he)關鍵(jian)技術(shu)應用,更加關注電(dian)網(wang)數(shu)據價值發(fa)現和(he)創造,表現為綠(lv)色(se)低(di)碳(tan)、靈活柔性、數(shu)字(zi)智能三大特征。 綠(lv)色(se)低(di)碳:新能(neng)源(yuan)(yuan)占(zhan)主導地位,預計(ji)到“十四五”末,我國可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)裝(zhuang)機(ji)占(zhan)比將超過(guo)50%,可(ke)(ke)再(zai)(zai)生能(neng)源(yuan)(yuan)在全社會用電(dian)量增量中(zhong)的(de)占(zhan)比將達2/3左(zuo)右,未來(lai)在新一輪(lun)科技革(ge)命推(tui)動下(xia),電(dian)力系統(tong)將向(xiang)深度低(di)碳或零碳電(dian)力系統(tong)不斷演進。 靈活柔性(xing):隨著新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)裝機規(gui)模迅(xun)速(su)增加,電源(yuan)(yuan)出力特性(xing)愈發(fa)復雜,不確定性(xing)明顯。特高壓柔性(xing)直流輸(shu)電技(ji)術(shu)將支(zhi)撐大規(gui)模新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)集中開發(fa)與跨(kua)省區高效(xiao)優化配置,數(shu)字(zi)化調控技(ji)術(shu)將使(shi)電網更加靈活可控,可實現新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)靈活、安全、高效(xiao)廣泛接入電網,以及分布(bu)式新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)高效(xiao)就地消納(na)。 數(shu)字(zi)智能(neng):新一代數(shu)字(zi)技術通過設(she)備(bei)終端提(ti)升(sheng)電網(wang)數(shu)據采集、分(fen)析和應用能(neng)力(li)(li)(li),使電網(wang)具備(bei)超強感知能(neng)力(li)(li)(li)、強大“算力(li)(li)(li)+電力(li)(li)(li)”能(neng)力(li)(li)(li)、智慧決策能(neng)力(li)(li)(li)和快(kuai)速執行(xing)能(neng)力(li)(li)(li),數(shu)字(zi)技術與傳統(tong)電力(li)(li)(li)技術深(shen)度融合(he)促進電力(li)(li)(li)系統(tong)上下游各環(huan)節智能(neng)化(hua)、智慧化(hua),為源(yuan)網(wang)荷儲一體化(hua)協調(diao)發(fa)展(zhan)提(ti)供關鍵保(bao)障。 由(you)此可見,新(xin)型電(dian)力系統作為新(xin)能源(yuan)優化配置(zhi)平臺的作用(yong)將(jiang)更加顯(xian)著,可提升能源(yuan)消納效率和經濟性(xing)。同(tong)時,新(xin)一代數字技(ji)術使(shi)電(dian)網“可觀、可測、可控”成為現(xian)實。 高比例新能源(yuan)特(te)性(xing)將對(dui) 可靠(kao)供電等帶來(lai)新(xin)挑戰(zhan) 新型(xing)電力系統將呈現高比例新能源特性,對可靠供電、安全穩定(ding)和經(jing)濟運行(xing)等帶(dai)來新挑戰: 電(dian)(dian)力系統(tong)持續可靠供電(dian)(dian)面臨新(xin)挑(tiao)戰。新(xin)能(neng)源隨機(ji)性、波動(dong)性、間歇性等(deng)特(te)點(dian)對(dui)持續可靠供電(dian)(dian)帶來挑(tiao)戰,常規電(dian)(dian)源調節(jie)難以應(ying)對(dui)新(xin)能(neng)源日內(nei)功率波動(dong),新(xin)能(neng)源消(xiao)納存在巨大(da)挑(tiao)戰。而(er)且,風光(guang)(guang)發電(dian)(dian)不確定性大(da),風電(dian)(dian)發電(dian)(dian)主要集中(zhong)在春冬兩(liang)(liang)季(ji),光(guang)(guang)伏發電(dian)(dian)主要集中(zhong)在夏秋兩(liang)(liang)季(ji)。同時(shi),風電(dian)(dian)利(li)用小(xiao)時(shi)數、光(guang)(guang)伏利(li)用小(xiao)時(shi)數相差大(da),這對(dui)系統(tong)規劃提出了更(geng)高要求。 電(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)負荷(he)預測難度(du)(du)加大(da)。作為(wei)清潔的終端能源,電(dian)(dian)能將成為(wei)主要的能源消費(fei)品種,電(dian)(dian)力(li)(li)負荷(he)結(jie)構將更加多元化,電(dian)(dian)動(dong)汽車充電(dian)(dian)等(deng)消費(fei)側多樣(yang)性行為(wei)將導(dao)致電(dian)(dian)力(li)(li)負荷(he)預測和(he)協調難度(du)(du)加大(da),源、網(wang)、荷(he)互動(dong)和(he)交織將加劇電(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)波動(dong)。 大規模儲能增(zeng)加(jia)電(dian)力(li)系(xi)統(tong)(tong)復(fu)(fu)雜度(du)。廣泛的(de)新能源并網消納需合理配置大規模儲能,以提(ti)高系(xi)統(tong)(tong)的(de)可(ke)控(kong)性和(he)靈活性。預計到2060年,全國儲能裝(zhuang)機容量(liang)將達7.5億千瓦,大量(liang)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)變換器型儲能裝(zhuang)置增(zeng)加(jia)將使(shi)得(de)系(xi)統(tong)(tong)的(de)復(fu)(fu)雜度(du)進(jin)一(yi)步增(zeng)加(jia)。 電(dian)(dian)(dian)網安全穩定(ding)運(yun)行(xing)難度增大(da)。新能(neng)源具有廣(guang)泛的接(jie)入(ru)優勢,這使(shi)得電(dian)(dian)(dian)力系統電(dian)(dian)(dian)壓穩定(ding)控(kong)制問題突(tu)出。大(da)規模新能(neng)源接(jie)入(ru)使(shi)電(dian)(dian)(dian)力系統不(bu)確(que)定(ding)性增加,對電(dian)(dian)(dian)網安全構成威脅(xie),而(er)且,新能(neng)源存(cun)在(zai)發電(dian)(dian)(dian)單(dan)體容量(liang)小、數(shu)量(liang)多的問題。未來(lai),全國(guo)新能(neng)源發電(dian)(dian)(dian)單(dan)元將達數(shu)千萬(wan)級(ji),氣象環(huan)境、運(yun)行(xing)控(kong)制等信號數(shu)量(liang)可達數(shu)十億,系統調度運(yun)行(xing)極其(qi)復雜,控(kong)制措施配置和實施難度增大(da)。 需突破大規模新能源高效消(xiao)納、 先進儲能、氫能等關鍵核心技術 作為保障(zhang)國家(jia)能源安(an)全的“國家(jia)隊(dui)”、黨和人民信賴依靠的“大國重器(qi)”,電網企業(ye)需發揮“引領者”作用,堅持不懈推進科(ke)技進步(bu)與創新,在新型電力(li)系統構建(jian)的關鍵核心技術領域(yu)取(qu)得領先突破。 大(da)規(gui)模(mo)新能源(yuan)(yuan)高效消納技(ji)術(shu)(shu)是新型電(dian)(dian)力(li)系統建設的關鍵,需集(ji)中突(tu)破新能源(yuan)(yuan)發電(dian)(dian)場站(zhan)和集(ji)群精確建模(mo)技(ji)術(shu)(shu)、新能源(yuan)(yuan)發電(dian)(dian)監(jian)測與預(yu)測技(ji)術(shu)(shu)。在新能源(yuan)(yuan)消納方面,需突(tu)破源(yuan)(yuan)網荷儲(chu)協調規(gui)劃(hua)技(ji)術(shu)(shu)、概率(lv)化(hua)電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)量平衡與全景運(yun)行模(mo)擬技(ji)術(shu)(shu),以提升電(dian)(dian)網大(da)規(gui)模(mo)新能源(yuan)(yuan)承載能力(li)。 電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子裝備接入電(dian)(dian)網的穩(wen)(wen)定運行控制技(ji)術(shu)(shu)。系(xi)(xi)統(tong)運行控制技(ji)術(shu)(shu)亟需變(bian)革創新(xin),需研究和(he)(he)突破高比(bi)例電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子化設備接入系(xi)(xi)統(tong)后的穩(wen)(wen)定性難題、特(te)大(da)型交直流串并聯復雜大(da)電(dian)(dian)網數字(zi)化調(diao)控技(ji)術(shu)(shu)、新(xin)型電(dian)(dian)力系(xi)(xi)統(tong)安全穩(wen)(wen)定防控體系(xi)(xi)重構技(ji)術(shu)(shu),以及針對極端天氣和(he)(he)外部攻(gong)擊的主動防御與快(kuai)速恢復技(ji)術(shu)(shu)。 先(xian)進(jin)儲能(neng)(neng)(neng)及應(ying)(ying)用技術。儲能(neng)(neng)(neng)是(shi)未來新(xin)型能(neng)(neng)(neng)源系統的重(zhong)要應(ying)(ying)用技術,其中,推進(jin)電(dian)動(dong)汽車規(gui)模化(hua)應(ying)(ying)用,有利于節(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)減排,實現用戶側調節(jie)(jie)電(dian)力需求;進(jin)一步(bu)推動(dong)抽水蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)站、壓縮空氣儲能(neng)(neng)(neng)、超導(dao)磁儲能(neng)(neng)(neng)系統等技術應(ying)(ying)用,研究(jiu)和應(ying)(ying)用系統集成與調控技術,將滿足新(xin)型電(dian)力系統安全穩定運行需求。 氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)相關技(ji)術。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)是(shi)一種理想(xiang)的零(ling)碳能(neng)(neng)源。通過(guo)風(feng)光(guang)等新能(neng)(neng)源電(dian)(dian)力制氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing),將氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)與(yu)燃料電(dian)(dian)池結合發電(dian)(dian),以此形成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)產業生態圈,有助于加快構建低碳化的氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)能(neng)(neng)供應(ying)體系(xi)。同(tong)時,發展電(dian)(dian)解水(shui)制氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)技(ji)術,利用棄(qi)(qi)風(feng)、棄(qi)(qi)光(guang)、棄(qi)(qi)水(shui)資(zi)源制取“綠氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)”,在碳中(zhong)和進(jin)程中(zhong)與(yu)可再生能(neng)(neng)源無法發揮作用的領域(yu)實現互補。 下一步,南(nan)方(fang)電網公司將加快(kuai)推動(dong)新(xin)型電力系(xi)統發展(zhan),以(yi)科技創新(xin)支撐新(xin)型電力系(xi)統構建(jian),助力實現碳達峰、碳中(zhong)和。 |
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