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二、电力系统需要坚强灵活的输配电网络设施
灵活的电能交换需要充裕的输电通道作为基础。我国电网系统目前正处于满足不断增长的能源需求的阶段,还尚未达到使所有接入电源及用户灵活的分享电能的阶段。特高压电网的发展能够解决大规模电力的跨大区输送问题,同时使电力系统更加坚强。但“强身”的同时,还需要“健体”,目前,很多新能源发电还没有走上特高压电网的”高速公路“,就被堵在了”国道“上,输电瓶颈问题依然十分突出。河北张家口,吉林白城等地风电送出通道仅为风电装机容量的一半左右。
输配电网络的建设需要大量消耗大量金属及土地等资源,使电力系统的建设无法像通信网等其他网络一样设计较多冗余。相反,电力系统对安全的要求还会使电力系统运行相对于其设计容量而言更加保守,进一步压低其可用容量。目前提高输配电能力的主要措施仍然还是以建设更多的线路为主,导致输配电网络投资成本过高。在新能源高比例接入、分布式能源广泛存在的能源互联网中,输电线路利用率将不可避免的降低,单纯靠新建线路满足输电容量需求的方式将难以为继。对于一年仅发生几十小时线路潮流重载的时段,应采用串补、安控措施、导线动态增容等技术合理利用其输电潜力。英国的Skegness到Boston的132kV风电场送出线路采用动态增容技术使线路容量提升了20%~40%。
三、电力系统需要适应分散自组织的调度、控制机制及技术
长期以来,我国电力系统均由集中式电力调度机构负责运行,电力系统不存在电网公司以外的利益相关方参与调度运行。但大规模分布式能源、储能以及需求侧的参与将极大增加电力系统中的信息处理负担,使集中式决策的效率和可行性都将降低。未来电力发电与负荷的界限将变得模糊,能源管理公司将承担大部分分布式能源的调度控制工作,对于电力系统而言能源管理公司将成为同时具有可控性与随机性、既可能发电也可能购电的虚拟电厂。根据Navigant Research调查公司的统计,2014年全球虚拟电厂已经达到4.8GW,主要集中于美国和欧洲。
能源互联网的发展过程中,电力系统必将逐步接受并适应集中与分散相协调的调度运行方式,其中涉及到分散决策下维持电力系统安全稳定问题,需要先进的调度控制技术的支撑,同时,也涉及到如何通过价格等机制引导每个个体的决策,实现分散个体的自组织,需要电网管理机制的革新。此外,分散式决策将降低电网企业对电力系统的控制力,电网企业的管理思维需要从掌控电网的管理者向服务用户的运营商转变,这需要电力体制改革的推动。
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