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江冰:电力系统是规划建设新型能源体系关键

2023-01-11 14:48来源:能源新闻作者:余璇关键词:新型电力系统新能源火电灵活性改造收藏点赞

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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?对此,中能传媒记者对三峡科技有限责任公司董事长,中国能源研究会碳中和专委会主任委员江冰进行了专访。

构建新型电力系统

适应高比例新能源发展

中能传媒:电力系统将在新型能源体系建设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,我国原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资源禀赋,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。

中能传媒:新型电力系统“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,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。

中能传媒:新型电力系统应如何应对大规模新能源并网挑战?

江冰: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。

提升灵活调节能力

“源网荷储”协同发展

中能传媒: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。这其中有能源资源禀赋的因素,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,吸引社会资本积极参与,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厂,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。

中能传媒:“源网荷储”四个方面技术上还需要进行哪些调整和突破?

江冰:“源网荷储”四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求,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。

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。

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、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。

中能传媒: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。

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