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新型电力系统无论是在建设中还是建成后,从整体上看,仍以交流同步技术为基础。因此,传统电力系统保障安全稳定的基本措施仍然有效,比如,电源分散接入电网、电网分层分区平衡、建立“三道防线”等。但由于新能源具有随机性、间歇性、波动性等特性,新型电力系统的安全稳定面临前所未有的挑战,需要与时俱进,探索新的策略和措施,不仅要创新技术手段,还要创新治理模式。对于前者,目前已有较深入的研究和共识,即以柔性化和数字化作为保障新型电力系统安全稳定的技术支柱;但对于后者的研究,目前尚未引起足够重视。笔者在此提出几点建议,供参考。
依据分区平衡规律确立分而治之原则
分区平衡是电力系统最基本的技术规律,分而治之则是该规律在新时代的表现形式,它既是新型电力系统高质量发展的治理模式,也是保障新型电力系统安全稳定的基本策略。
分而治之的好处在于:一是可以将困难化整为零,分散压力和责任,充分调动各方积极性;二是有利于因地制宜精准施策,将问题各个击破,就地解决;三是能有效限制各种安全事故的影响范围,最大限度减小可能发生的损失;四是可以降低安全稳定控制系统的复杂度,提高其自身可靠性。
分而治之不是电网的碎片化,而是通过细化和落实分区平衡的治理要求,协同控制,更有效地维护全网的实时平衡和稳定运行。
按照分而治之的理念,我国新型电力系统可划分为四级功能定位不同的平衡单元:区域电网为战略平衡单元,省级电网为主体平衡单元,配电网为基本平衡单元,微电网为微平衡单元。它们互相支持、协调互动,为维护新型电力系统的安全稳定发挥各自作用。其中,微电网和配电网是基础,省级电网是主导,区域电网则在一个更大范围内调节盈余,发挥调节池和稳定器的作用。
德国电网有400多个相对独立、自我控制的“平衡基团”(相当于基本平衡单元或微平衡单元),因地制宜采用不同方法实现自我平衡并与输电网双向互动,被认为是德国维护新型电力系统安全稳定并高比例消纳新能源的秘诀。借鉴德国经验,我国可以大力加强配电网的有源化建设,鼓励和支持配电网不断提高自我平衡能力。
客观认识和明确电网企业的主导作用
确保新型电力系统的稳定运行和可靠供电,从设备制造、规划设计、发输配电,甚至用户,各个环节都有责任,但其中起主导作用的是电网企业,特别是输电网企业。这是因为输电网具有全局性、统一性,是电力系统的枢纽和公共平台。在调度与输电网一体化的体制下,输电网承担着组织和指挥电力系统生产运行的责任,而且只有输电网企业能够全面了解和掌握电力系统运行的实际情况。
电力系统的安全稳定涉及方方面面的工作,诸如新型电力系统运行机理研究、柔性化电网构建、储能优化布局、需求响应实施、系统控制能力提升、稳定技术标准修订、应急措施谋划、电力交易合同安全校核等,都离不开输电网企业的组织、主导或参与。压实各方责任不是搞平摊,而是要站在客观的立场上,实事求是,抓住关键,科学界定输电网企业的功能和主导作用。
解放思想,与时俱进,根据电力市场化改革的要求和新型电力系统的技术规律,科学修订电网调度原则,是目前迫切需要完成的重要任务,建议将传统电网“统一调度、分级管理”8字原则,修改为“统一指挥、分级管理、协商调度、协同控制、服务市场”20字原则。
确保电力系统规划的科学性、前瞻性和权威性
电力系统规划在保障新型电力系统安全稳定中发挥着引导性、基础性作用。加强电力系统规划,最重要的是确保规划的科学性、前瞻性和权威性。
电力系统规划最鲜明的特点,是它不仅具有高度的专业性,而且具有强烈的主观性。为了在充满变数的情境中对未来作出“确定性”预测,必须人为设置前提和边界条件,因此,规划的结果可能反映的是主观意图而非客观要求,规划人员的思维方式、认识水平、价值取向等,都会对规划成果产生深刻影响。
因此,要将加强电力系统规划的要求落到实处,需要做到两点:一是充分发挥能源电力咨询机构的积极性和智慧,重要项目由政府通过招投标方式委托多家有资质的机构同时开展规划研究工作;二是充分发扬学术民主,建立科学权威的评审制度。
鉴于规划的重要性,建议在国家能源局或中国工程院设立国家电力系统规划评审委员会,根据需要,组织相关院士、教授和专家对涉及全局和具有战略意义的电力系统规划项目和成果,包括国家能源局拟下发的有关规划、指导意见等进行专业评审,确保电力系统规划的科学性、前瞻性和权威性。
此外,“电网强度”“电网结构强度”等概念似是而非、含义模糊,十分不利于新型电力系统的高质量构建。
电网的强与弱主要取决于电网的电气特性,而不是物理特性,电网可以通过提高建设标准增强其物理强度,但无法改变其电气脆弱性的本质。一个不经意的误操作,或一只小动物制造的短路,都会破坏电网的电气完整性,造成大面积停电事故。保证电网结构合理是改善电气脆弱性的根本措施,不存在“保证电网结构强度”的问题。
电网具有天生的脆弱性,加强新型电力系统的稳定工作需要强化如履薄冰的意识,建议以严谨、科学的专业术语取代一些模糊概念。
(作者系中国能建西南电力设计院原副总工程师)
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